T形方管相贯焊接加强节点的极限承载力研究

通过有限元软件ANSYS对T形方管相贯焊接加强节点轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,采用的加强方式为主管壁加厚、在主管内部设置横向和纵向加劲肋.研究结果表明三种加强方式对于T形节点的单项承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关.     

K形方管加强节点的承载力研究

通过有限元软件ANSYS对K形方管相贯焊接加强节点轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,采用的加强方式为主管壁加厚、在主管内部设置横向和纵向加劲肋。研究结果表明三种加强方式对于K形方管节点的单项承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关。     

K形方管加强节点的承载力性能研究

通过有限元软件ANSYS对K形方管相贯焊接加强节点的轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,研究结果表明三种加强方式对K形节点的承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关。     

方管节点极限承载力的非线性有限元分析

本文采用矩形薄板广义位移协调元,结合增量-牛顿拉夫逊-子增量法,对焊接T型和十型方管节点由腹板失稳导致破坏时的极限承载力进行了弹塑性大挠度有限元分析,并做了六种规格十二个方管节点极限承载力试验。本文为方管节点极限承载力的全过程分析提供了一个合适的方法,解决了方管节点极限承载力理论分析这一难题。     

考虑截面圆角效应的T型方管相贯节点静力承载力研究

CIDECT的T型方管相贯节点静力承载力公式忽略了弦杆截面圆角效应,有限元计算表明弦杆截面圆角效应对节点极限承载力有一定的影响,尤其对于较大β的节点和弦杆截面圆角外半径较大的冷弯薄壁管材节点的影响更明显。为此将考虑弦杆截面圆角效应,并提出关于T型方管节点静力承载力的修正公式。     

平面外弯矩作用下加劲肋加强T形方钢管相贯节点极限承载力研究

方钢管T形相贯节点承受平面外弯矩作用是与其它工况一样重要的一种工况,但目前规范中对这种受力模式下的加劲肋加强节点承载力计算公式没有规定,这影响着工程设计的效率与质量。在经试验验证有限元分析准确性的前提下,进行参数化分析和回归分析。结果表明:加劲肋加强节点的极限承载力是无加强节点的2.6倍,承载力提高系数ψ随加劲肋与主管厚度比τ、加劲肋与主管宽度比η的增加而增加,其中参数η的影响更大,提高系数ψ随β增加而减小。在无加劲肋方钢管相贯T形节点平面外受弯承载力计算公式的基础上,通过参数化分析得出有加劲肋时方钢管T形节点平面外弯矩作用下极限承载力计算公式,为这类节点的继续研究和工程应用提供了参考。     

垫板加强N形圆钢管相贯节点静力性能试验研究

为研究加强垫板对承受支管轴力和主管轴力的N形圆钢管相贯节点静力性能的影响,对未加强节点和垫板加强节点试件进行了试验研究,并运用有限元方法对试验节点进行了非线性分析。比较试验与有限元分析得到的极限承载力结果和破坏模式,发现二者吻合较好。改变垫板各几何参数,对加强节点进行有限元分析。结果表明,加强垫板可以降低节点应力集中系数、减小局部变形、提高节点极限承载力;增大垫板长度和弧度对节点极限承载力的影响很小,而增大垫板厚度可有效提高节点极限承载力,但当垫板厚度增大到一定值时,再增加垫板厚度对节点极限承载力提高无益而对结构整体受力不利。     

弯矩作用下不等宽T形方管节点的塑性铰线分析

本文在Murray模型的基础上,采用VonMises屈服准则,推导了在轴向压力影响下的倾斜塑性铰线承载力公式。建立了在弦杆轴向压力影响下,直接焊接不等宽T形方管节点抗弯的塑性铰线模型。得出的节点承载力公式与CIDECT、Kon-ing建议的公式、非线性有限元计算结果及实验结果吻合较好,从而在理论上完善了不等宽T形方管节点的抗弯塑性铰线模型。     

CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点静力性能研究

通过对现有的碳纤维复合材料(CFRP)加固T形管节点试验进行有限元模拟,并得到试验验证之后,将该种建模方法用于CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点研究,考察了CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点加固以及修复的有效性。采用ABAQUS软件研究了含凹痕缺陷T形管节点在未经CFRP加固和采用CFRP加固后两种情况下的静力性能差异。研究结果表明:由于凹痕的出现,T形管节点的刚度和极限承载力均会产生下降,且不同尺寸的凹痕对管节点的刚度和承载力的影响不相同,凹痕的范围越大、深度越深,节点的刚度和极限承载力下降越明显。分别采用缠绕5层和10层的CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点进行加固时,其极限承载力分别提高了16.3%和26.8%。采用CFRP加固后T形管节点的极限承载力可高于不含凹痕缺陷的未加固管节点的承载力,说明CFRP对于加固含凹痕T形管节点是有效的。     

X型方管相贯节点极限承弯能力分析

采用“屈服线模型”法对承受平面内弯矩的等宽(β=1．0)方管平面X型节点的极限承载力进行分析，分别推导了考虑薄膜效应影响和未考虑薄膜效应影响的极限承载力计算公式，供管结构研究人员参考使用。     

K型方管搭接节点的极限承载力研究

相贯节点的强度计算是空间管桁结构设计中的一个重要方面。利用有限元软件ANSYS，考虑材料非线性和几何非线性，对K型方管搭接节点的极限承载力进行数值模拟研究，通过一些关系曲线得出搭接率及其他几何参数对节点承载力的影响。     

主管内填充混凝土矩形钢管桁架受力性能试验研究

为研究主管内填充混凝土对矩形截面钢管桁架受力性能的影响,并考虑节点偏心作用,进行了支主管宽度比β为0.8的空钢管桁架、受压主管内填充混凝土桁架和拉压主管内均填充混凝土桁架的对比试验。试验研究表明:结构破坏均发生在节点部位,主管内填充混凝土改变了节点失效模式,其中空钢管桁架为节点部位的受压主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,受压主管内填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,拉压主管内均填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面冲剪失效。主管内填充混凝土不但能协助主管受力,而且能够提高节点强度和刚度,提高桁架的整体承载力。节点相对偏心较大时,由偏心造成的次应力比较明显,对支管的影响要比对主管的影响大。节点试验承载力比按相关规范的计算承载力要高出较多,计算结果偏于安全。     

受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析

为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明:下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。     

复合受力状态下矩形钢管相贯节点的承载力研究

国家游泳中心的矩形钢管相贯节点,除双平面的几何特性外,同时承受轴力以及不可忽视的双向弯矩。本文的目的就是解决此类节点在这种特殊受力状态下的强度校核问题。研究工作以矩形钢管相贯节点在单项受力状态下的计算公式为基础,利用大量的有限元计算结果,回归得出T、TT、K、KT等4种类型节点在复合受力状态下———节点同时承受轴力、平面内弯矩、平面外弯矩中的两项或三项时的承载力计算公式。根据计算结果,本文还讨论分析了各类型节点的失效形态。研究表明,节点校核公式和破坏形态与节点的受力状态及节点的几何因素有关,如轴力的大小、弦杆截面高度及壁厚等。     

圆钢管-钢骨水泥聚丙烯纤维(PP ECC)梁柱节点有限元分析

采用有限元软件ANSYS,对钢骨-钢管C60混凝土梁柱节点和圆钢管-钢骨水泥聚丙烯纤维(简称PP ECC)节点进行三维非线性有限元分析。分析结果表明,由于PP ECC的作用,普通圆钢管-钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力远小于圆钢管-钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力,充分体现了PP ECC良好的刚度及承载力。同时也表明,PP ECC比普通混凝土能更好地同钢管、钢骨协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。     

等宽T型方管节点承载力计算

采用非线性有限元分析的方法和试验数据对等宽T型方管节点的试验方案、几何参数对其性能的影响进行了研究。在参数分析的基础上 ,采用回归的方法得出T型方管节点计算公式 ,公式计算结果与试验结果吻合良好。     

带加劲肋焊接空心球承载力研究

在12个足尺带加劲肋空心焊接球节点单向加载试验的基础上,运用ABAQUS有限元软件,采用弹塑性线性强化材料本构模型建立有限元模型,考虑材料和几何非线性,利用弧长法对其受力过程进行分析,并将试验和模拟所得极限承载力值与规范推荐值进行比较.结合试验和有限元模拟,提出两条定量地判断试验中球节点极限荷载的标准.     

T形矩管节点不同强化方式的力学性能研究

研究了矩管钢管桁架T形强化节点的基本受力特征和性能差异,借助大型通用有限元程序ADINA,建立了无强化与4种不同的强化方式共5组不同构造参数的T形连接节点数值模型,结合节点实际受力状况分别考虑单向轴力、单轴拉压作用以及拉压轴力与水平干扰力组合作用三种工况,进行了极限承载力和滞回性能的数值分析计算,得出外套管强化节点具有相对较好的综合力学性能,可为类似工程节点强化构造设计以及后续矩管桁架强化节点试验研究提供参考.     

钻石鸟嘴式T型节点非线性有限元分析

采用ANSYS软件,考虑材料非线性和几何非线性,对钻石鸟嘴式T型节点极限承栽力进行有限元分析.考察节点的应力分布、塑性区扩展过程以及失效模式等,研究无量纲参数主管轴力比对节点极限承载力的影响.结果表明:钻石鸟嘴式节点的承载力明显高于矩形方管节点;各参数对节点承载力有显著影响;主管轴向压力或较大的轴向拉力会导致节点承载力...     

受多重约束的钢管内混凝土受力性能试验研究

利用已破坏的带有芯钢管的钢管混凝土节点试件,截取尚未破坏的节点区域,对其芯钢管内混凝土施加轴心压力。研究钢管内混凝土在多重约束下的受力性能和极限承载力,分析节点各组成部分对核心混凝土的多重约束作用。试验研究表明,受到多重约束的管内混凝土强度和变形能力有很大提高,若以极限承载力除以混凝土受荷面积,可得到约束混凝土强度为250 MPa左右。通过荷载-位移曲线的分析和约束混凝土受力机理的探讨,证明除约束混凝土外,通过混凝土与钢管的摩擦力及混凝土与钢管的粘结力传给钢管的竖向承载力,对试件的极限承载力也有贡献。