节点刚度对方管空间三角形桁架动力性能的影响

为研究节点刚度对方管空间三角形桁架动力性能的影响,以精细壳元模型为标准,采用可考虑节点轴向刚度的简化模型和不能考虑节点轴向刚度的刚接模型,对方管空间三角形桁架进行了模态分析和地震时程分析.结果表明:节点刚度对方管桁架的动力性能有不可忽视的影响,不宜采用刚接模型分析方管桁架的动力反应;本文中采用的简化模型可以较好地模拟方管桁架的动力性能,体现了节点刚度对结构动力性能的影响,更适用于实际工程分析.     

节点域刚度对管桁架静力特性的影响

以空间圆管桁架为研究对象,并考虑几何和材料非线性效应,采用数值分析方法,将桁架节点分别用铰接、刚接和相贯节点3种桁架模型进行模拟。分析结果表明,刚接节点和铰接节点的计算模型过高估计了节点的刚度,而相贯节点的计算模型由于考虑了节点域的变形能够较真实地反映节点的刚度。     

节点轴向刚度对圆柱面巨型网格结构静力性能的影响研究

分别利用弹簧单元和大面积梁单元模拟节点轴向刚度和节点域,建立轴向半刚性节点结构的数值分析模型,考虑几何非线性和初始缺陷的影响,进行承载全过程跟踪分析,研究节点轴向刚度对结构静力稳定性、内力和位移的影响。结果表明:轴向刚度对结构影响较大,随着轴向刚度增大,稳定承载力随之增大,杆件内力分布趋于均匀,结构位移减小。进而研究了常用焊接球轴向半刚性节点结构的静力性能。结果显示:考虑实际节点轴向刚度后,稳定极限承载力比节点轴向刚性最大降低30.4%,最大挠度增大16.9%,可见节点刚接或是铰接则过高估计了结构的性能,但经计算发现轴向半刚性节点结构仍然满足设计要求。     

等宽T型方管节点静力工作性能与设计

采用非线性有限元分析方法研究了等宽T型方管节点的破坏模式 ,各几何参数及弦杆所受轴压荷载对节点性能的影响。将新修订的《钢结构设计规范》 (GB5 0 0 17-2 0 0 3 )中等宽T型方管节点的设计公式与国外普遍采用的设计公式、有限元计算结果及实验结果进行了比较。结果表明 ,我国钢结构设计规范给出的设计公式是合理可行的。     

节点刚度对空间管桁架拱动力性能影响的研究

为研究相贯节点刚度对空间管桁架拱动力性能的影响,在节点域板壳单元与弹簧单元的动力性能一致性得到验证的基础上,建立节点域精细化弹簧模型,采用材料与几何非线性有限元法分析结构模态与地震时程响应。以跨度为50m,矢跨比为0.29的倒三角形截面空间管桁架拱为算例,结果表明：节点域弹簧模型的基频比普通模型低8.81%。加速度峰值为0.4gal的各向地震作用下,节点未进入塑性状态,节点处引入弹簧单元能有效地考虑节点的半刚性,相对于理想刚接的情况,节点位移响应相差不大,而轴力响应较为明显,水平地震作用下结构的内力增大了25.53%,竖向地震作用下结构的内力增大了4.89%,三维地震作用下结构的内力增大了22.49%。对不同跨度、矢跨比的空间管桁架拱进行了时程响应分析与讨论,计算结果表明：在大跨度管桁架拱节点设计分析中,节点刚度对结构动力性能的影响有较强的敏感性;节点刚度对不同矢跨比管桁架拱动力响应的影响与地震波的输入方向有关,此类结构在强震作用下,不宜采用未考虑节点刚度的模型进行动力响应分析。     

K型间隙方钢管桁架静力工作性能的有限元分析

为了研究直接焊接K型间隙方钢管平面桁架静力工作性能,对4榀直接焊接K型间隙方钢管桁架进行了非线性有限元分析。采用有限元分析软件ANSYS程序中的4节点板壳单元对桁架进行弹塑性、大挠度有限元分析;不仅跟踪了桁架荷载-位移曲线的全过程,而且分析了桁架节点部分的变形和塑性发展情况;建立了铰接桁架模型、刚接桁架模型、壳单元桁架模型及考虑焊缝的壳单元桁架模型4个桁架模型;比较了设计荷载作用下4个不同桁架模型的腹杆和弦杆的轴向力,以及标准荷载作用下这4个不同桁架模型的整体刚度。     

矩形钢管和矩形钢管混凝土T形不等宽受拉节点 轴向刚度

为获得T形节点轴向刚度简化计算公式,根据节点受力特点,提出了适用于矩形钢管节点的平面框架模型和适用于矩形钢管混凝土节点的固端梁模型,并推导得到了2类节点的节点轴向刚度理论公式; 运用有限元方法对节点轴向刚度理论公式中的节点域有效长度l_eff进行参数分析,拟合得到l_eff简化计算公式; 将节点轴向刚度理论公式与试验及有限元结果进行了对比,并分析了主管内填混凝土对节点轴向刚度的影响。结果表明:主管高宽比和主管宽厚比对l_eff的影响较小,不予考虑; l_eff与主管宽度和支管高宽比均呈线性关系,且随之增大而增大; l_eff与支主管宽度比β呈非线性关系,且随之增大而减小; 2类节点的轴向刚度理论公式计算结果与试验结果及有限元结果均吻合较好; 主管内填混凝土可以提高节点轴向刚度,提高系数k_c/h随着主管高宽比的增大而增大,随着β的增大呈现先增大后减小的规律,且当β=0.6～0.7时提高最大。     

拱形空间钢管桁架结构静力反应分析

为了研究拱形空间钢管桁架结构的静力反应,本文建立结构的静力平衡方程,并考虑了各部分之间的相互作用,利用有限元方法进行数值计算,得到了结构在不同荷载情况下的位移、应力和变形等参数。通过对结果的分析和讨论,得出了该结构在各种荷载下的受力性能和变形特点。在研究过程中,发现结构的静力反应与荷载类型、支座约束等因素密切相关。结构的变形主要集中在钢管和节点连接处,且随着荷载增加,变形逐渐增大。此外,需考虑较大变形情况下的弹塑性分析,因为该结构具有非线性特点。研究结果可为类似结构的设计、施工和使用提供重要参考,并对完善该结构的理论和应用具有一定的指导意义。     

某桁架结构静力性能有限元分析

针对石油管道桁架结构的实际情况,对该结构进行了有限元建模,模拟了静力荷载作用下桁架结构的受力性能,并对理论计算和数值模拟结果进行了比较,分析了杆件的相关力学性能。     

钢管桁架屋盖结构的静力性能分析

通过考虑7种不同的荷载工况组合,对某体育馆的钢管桁架屋盖结构进行静力性能分析,从而得到了结构杆件的内力分布、支座反力及整体结构的变形情况。针对拱桁架和立体桁架的连接方式分别为铰接和固接,对其受力性能进行了比较,可为结构选型、构件截面设计提供参考。     

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。     

空腹桁架转换结构的静力性能研究

分析了在竖向荷载作用下,改变弦杆截面尺寸和腹杆布置对空腹桁架转换结构静力性能的影响,探讨了其内力的变化规律,提出了设计建议,供实际工程应用参考。     

在静荷载作用下钢管空间梭形屋架设计

介绍了一种轻型的空间结构一钢管空间梭形屋架.根据多项工程实践,概括地论述了这种屋架外形的主要尺寸、节点构造特点和简化计算方法等,可供设计工作者参考应用.     

弦杆轴力作用下不等宽K型间隙方管节点性能研究

利用非线性有限元法对不等宽K型方管间隙节点进行了数值计算 ,揭示了此类节点在弦杆轴力作用下的极限承载力、变形、刚度等随各几何参数的变化规律 ,得出了轴向拉力和压力及相关几何参数对节点承载性能的影响的相关结论 ,可供工程设计参考     

空腹钢管桁架内加劲节点抗弯性能试验研究

上海市某工程中采用了内设加劲肋的箱形截面弦杆与方钢管腹杆直接焊接形成的空腹桁架节点.为考察此类节点在平面内弯矩作用下的静力承载性能,分别进行了腹杆根部有无纵肋的2个对比试件的模型试验和有限元分析.试验结果表明,该类型节点的破坏模式为腹杆根部受拉侧翼缘与弦杆连接焊缝开裂、节点域剪切变形、腹杆受压翼缘局部屈曲等形式;增设纵肋可以阻止腹杆根部受压翼缘局部屈曲的发生,并使节点域腹杆翼缘上沿杆轴方向的应力分布更均匀,但是该措施降低了节点的变形c能力.与无加劲节点承载力公式值比较结果表明,该类节点的承载力有显著提高.     

焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤识别

针对焊接空间结构节点易发生损伤和破坏的问题,为了识别焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤,建立了节点焊缝拉裂损伤等效模型,考虑到焊接空间结构具有杆件和节点众多的特点,提出了损伤识别两步法。首先建立有焊缝拉裂损伤焊接球节点三维实体有限元模型,划分焊缝裂缝宽度,然后分析不同焊缝裂缝宽度与节点刚度系数之间的关系,最后将所获得的不同裂缝尺寸焊接球节点刚度系数等效为弹簧刚度,施加于结构杆件两端,成为杆端弹簧约束模型,即考虑节点焊缝拉裂损伤的等效有限元模型; 建立等效模型后,采用两步法识别节点焊缝拉裂损伤位置,先对结构分区,用小波分析方法识别结构杆件有节点焊缝拉裂损伤发生的区域,然后基于等效模型提取应变模态作为损伤标示量,在损伤区域内具体定位有节点焊缝拉裂损伤发生的杆件。结果表明:焊缝拉裂损伤等效模型能够模拟实际结构节点焊缝拉裂损伤,所建立的节点焊缝损伤等效模型易于提取损伤标示量,采用两步法能够识别出焊接空间结构节点焊缝拉裂损伤位置。