TX型和TT型圆管节点轴向承载力的影响因素分析

空间管节点几何构形多样,受力复杂,影响其承载性能的因素较多．本文采用有限元软件ANSYS,选用SHELL181壳体单元建模计算,并考虑了焊缝的影响,分析了荷载路径、弦管轴向应力对TX型圆管节点轴向承载力的影响,以及弦管长度和边界条件对TT型圆管节点轴向承载力的影响．     

空间KX型圆管相贯节点承载力的有限元分析

空间KX型圆管相贯节点常出现在主次桁架相交或连接面外支撑的节点部位,是工程中常用的一种节点形式,但是我国《钢结构设计规范》中却没有相应的内容与之对应,这给设计工作带来了困难。本文运用ANSYS有限元程序,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,对空间KX型圆管相贯节点的极限承载力进行数值模拟,得到其应力的发展变化过程及节点的变形,并着重分析了截面尺寸(包括支管与主管直径比β、支管径厚比di/ti、主管径厚比d/t等参数)对极限承载力的影响。最后总结出该类节点极限承载力随上述各个参数变化的规律,供工程实践参考。     

某体育馆复杂空间管桁架相贯节点承载力分析

以某体育馆复杂空间管桁架的圆钢管相贯节点为背景,应用有限元程序对相贯节点在特定受力情况下的节点承载力进行了分析,提出了一种较为可行的节点承载力的判定准则和有限元计算方法,以作为对现行钢结构规范的相贯节点计算方法的数值计算补充;并对有限元分析过程和其中碰到的问题进行了较为具体的阐述,供相关研究和设计人员参考。     

TX型圆管相贯节点空间作用下的极限承载力分析

空间相贯管节点构造简捷 ,较多应用于大跨度空间结构 ,其受力状况较为复杂。运用有限元方法 ,分析了TX型圆管相贯节点在平面外支管受轴向荷载、平面内支管受平面外弯矩作用下的极限承载力 ,并利用圆环模型 ,结合非线性回归分析 ,推导了理论计算公式。     

开洞T形圆钢管相贯节点极限承载力研究

为分析开洞T形圆钢管相贯节点极限承载力,确定开洞率对节点极限承载力的影响规律,并给出T形圆钢管相贯节点的开洞设计建议。首先对支管轴心受力T形圆钢管相贯节点的受力机理进行了阐述,建立了参数化节点有限元计算模型,参数包括:支主管管径比、支主管管壁厚度比、开洞率和支管受力状态,并对160个支管轴心受力节点模型进行了非线性有限元分析。结果表明:开洞对支管轴心受拉节点的影响大于支管轴心受压节点;其他条件不变时,支管壁厚越大,极限承载力也越大;满足一定条件时,支管轴心受压T形圆钢管相贯节点开洞率可取到0. 5,而支管轴心受拉节点开洞率只可取到0. 25。     

空间圆钢管相贯节点极限承载力分析

以塔桅工程中空间圆钢管相贯节点为背景,应用有限元程序对其进行轴向拉、压极限状态的数值模拟.分析节点在荷载作用下局部应力分布、主管鞍点的荷载变形关系,对支管搭接的影响、应力集中系数和节点极限承载力进行探讨,提出在节点区局部采用钢管混凝土改善受力条件的可行性.     

垫板加强K型圆管节点极限承载力研究

对垫板加强K型圆管节点进行非线性有限元分析。研究结果表明,该节点主要有两种破坏模式:支管局部屈曲与垫板屈曲破坏,支管局部屈曲与垫板主管过度塑形变形的联合破坏模式;通过与K型圆管相贯节点对比,了解了垫板加强K型圆管节点荷载-位移曲线的特征,考察了相关几何参数对垫板加强K型圆管节点极限承载力的影响。     

套筒式节点受拉力学性能试验及有限元分析

套筒式节点是基于焊接球节点而提出的一种可装配式空间网格结构节点,通过外伸端螺纹可实现节点反复拆卸。为研究该新型节点的受拉力学性能,对节点外伸端进行拉伸力学性能试验,考察轴心受拉、偏心受拉作用下节点受力特征和破坏机理。利用ANSYS对试件进行有限元分析,得到数值分析结果。结果表明:套筒式节点受力合理,轴拉、偏拉时节点承载力相近,约为等直径、等壁厚圆管的71%;外露螺纹处为节点的薄弱部位,破坏前有明显颈缩,为延性破坏;数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性和可靠性。     

鞍板和环板加劲K形相贯节点承载力试验研究

为研究采用节点板、鞍板、环板加劲的K形相贯节点的受力特性,设计并制作了11个节点试件开展比例加载试验研究,得到其变形、应力分布及破坏模式等受力性能。利用经试验验证的有限元模型,分析了加劲组件和钢管参数对该类加劲相贯节点承载力的影响,并给出了受荷节点的力学模型。有限元分析和试验结果表明,该节点表现出无加劲相贯节点和带鞍板的管-板节点的受力特征,加劲构造能有效提高节点承载力。参数敏感性分析结果表明,增加支管和主管直径比、主管厚度、节点板长度和扇形鞍板圆心角可提高节点极限承载力。给出了极限承载力简化计算方法,计算结果和有限元分析及试验结果吻合较好。     

KK型空间相贯节点极限承载力分析

采用ANSYS有限元分析系统对圆钢管KK型空间相贯节点进行了分析,通过观察塑性区的开展,揭示了节点的受力性能,进而获得极限承载力及其随几何参数的变化规律。     

主方支圆空间KT形管节点空间效应和极限承载力研究

以矩形钢管为弦杆、圆管为支杆的混合空间钢管结构因形式新颖、相贯线切割简单而在大跨空间结构中逐渐得以应用,但因支杆的几何效应和荷载效应,导致混合型钢管空间相贯节点承载力计算比较复杂。采用非线性有限元方法,应用自动步长增量法研究了主方支圆空间KT节点的空间几何效应和荷载效应。理论分析表明:相比杆件的几何效应,荷载效应对节点极限承载力的影响更为明显,T形支杆上较大的轴力将使K形支管处极限承载力显著下降。通过对空间KT形节点极限承载力的分析,绘制平面K形、T形节点和空间KT形节点承载力相关曲线,并提出计算公式供设计人员参考。     

方圆管相贯节点极限承载力研究

采用ANSYS结构分析程序的四节点板壳单元对T ,Y型方主管、圆支管相贯节点进行了弹塑性大挠度分析 ,研究了管节点的受力性能和塑性区扩展过程 ,揭示了节点的破坏机理和破坏形式 ,获得了其极限承载力及其随节点几何参数的变化规律 ,提出了节点加强方案     

平面钢管桁架拱平面外稳定试验研究与有限元分析

对2个跨度为10 m的圆弧形平面圆钢管桁架拱模型进行全跨均布荷载作用下的静力试验研究,分析了平面钢管桁架拱的平面外稳定承载力。引入平面外转动弹簧单元、水平位移弹簧单元,建立弹簧-杆系有限元模型,对试验模型进行非线性有限元分析。试验和有限元分析结果表明：下弦杆无平面外支撑的平面钢管桁架拱,在极限状态时,受压上、下弦杆发生侧向弯曲失稳,并引起整体平面外弯曲失稳破坏;圆钢管相贯节点的平面外转动刚度对试验模型的平面外稳定承载力影响显著。弹簧-杆系有限元分析结果与试验结果较为吻合,可为同类型结构的平面外稳定分析、设计提供参考。     

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验及有限元分析

对于方钢管混凝土柱隔板贯通节点,通过静力拉伸试验和非线性有限元模拟,考察隔板贯通节点的承力机制和破坏形式。结合荷载-位移曲线、试件承载力等数据结果对比,验证有限元模拟与静力拉伸试验结果的一致性。对于静力拉伸荷载作用下的隔板贯通节点,其破坏形式表现为钢梁破坏、焊缝破坏或节点域破坏;钢梁传来的拉伸荷载在节点域内主要依靠方钢管柱壁和隔板传递;方钢管柱壁的塑性区主要集中在柱壁与贯通隔板相交线处附近;贯通隔板的塑性区,主要集中在隔板浇筑孔中心与透气孔中心的连线、透气孔中心与方钢管柱壁角部的连线附近。     

考虑倒角系数的T型铸钢节点的滞回性能分析

铸钢节点用圆形倒角取代了传统焊接管节点相贯线处的焊缝,其应力集中小、承载力强、造型美观,在建筑结构中得到了广泛应用。通过对不同倒角系数和壁厚的T型铸钢节点滞回性能进行有限元分析,发现铸钢节点滞回性能良好,增大倒角系数可以提高极限承载能力,但对节点变形能力影响较小。相关结果为铸钢节点设计和工程的应用提供了理论依据。     

空间足尺组合式连接节点受力性能研究

以某大型特高压用钢管格构式变电构架工程为背景,对空间足尺组合式连接节点进行空间静力加载试验和有限元分析,着重研究节点的应力应变及位移发展特征、破坏模式和极限承载性能。试验结果表明:设计荷载下,除主管与节点板连接处的端部由于应力集中而出现轻微局部屈服外,节点其他部位仍处于弹性阶段|加载至设计荷载的近190%时,主管受力较大端出现受压“鼓曲”,主管与节点板1（JDB1）的连接处严重“凹陷”,随即支管⑦的插板与JDB1连接处发生受压“失稳”,节点破坏。有限元模型的分析结果,在节点应变发展、荷载-位移曲线、破坏模式、极限承载力等方面均与试验结果吻合较好。该类型节点的构造基本合理,满足设计荷载要求。建立节点承载力的理论分析模型及计算公式,理论计算结果与试验结果、有限元分析结果吻合较好。     

Behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) stub columns under eccentric partial compression

This paper investigates the behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) stub columns subjected to eccentric partial compression. Twenty-eight specimens were tested and presented. The main parameters in test program include: (1) section type: circular, square and rectangular; (2) load eccentricity ratio (including uniaxial and biaxial loading): from 0 to 0.4; and (3) shape of the loading bearing plate (BP): circular, square, strip and rectangular. The test results indicated that, similar to the corresponding fully loaded CFST stub columns under eccentric loading, CFST stub columns under eccentric partial compression have generally reasonable bearing capacity and favorable ductility. A finite element analysis (FEA) model for CFST stub columns under eccentric partial compression is developed and the predicted performances are validated through measured results. The FEA model is then used to investigate the mechanisms of such composite columns further.     

薄壁圆管相贯加强环节点承载力性能研究

根据常用的薄壁钢管的相贯节点的特性，提出了在较大直径的钢管内部设置加强环的节点构造形式，建立了相应的有限元分析模型，运用ANSYS非线性有限元分析法，分别计算了在主支管相交区内不同方式设置不同数量和大小的加强环节点的各项指标，分析了加强环节点的受力特征与破坏模式，探讨了不同类型的加强环节点的承载力和变形性能，计算结果表明，在不同荷载组合下对节点进行局部加强环的构造形式对于提高节点承载力和减小局部变形是非常有效的措施。最后提出了相关的设计建议取值，避免了部分单纯由构造确定加强环节点的盲目性，具有重要的理论意义和工程意义。     

Experimental study and parameter analysis of L-shaped composite column under axial loading

A special-shaped column composed of concrete-filled steel tubes (SCFST column) is experimentally investigated in this paper. The SCFST column is composed of several small-sized concrete-filled square tubular columns (mono-columns) connected by connection plates. This kind of column is proposed because it can increase the usable space in residential buildings. The axial loading behavior of L-shaped SCFST columns is experimentally investigated. The failure mode, strain distribution, cooperation of mono-columns, bearing capacity, and the effect of a concrete core on column behavior were tested. As concluded, the SCFST column can be regarded as a useful kind of column. A finite element analysis model was proposed according to the experimental results, and the influence of connection plate size on bearing capacity was studied using the finite element model. Finally, proposed were the optimal width and thickness of connection plates for improving the design of the SCFST column.