腹板连接节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量的确定荷载作用下钢框架结构延长翼缘连接板梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子的大小,采用断裂力学与有限元积分相结合的方法,研究腹板连接节点的断裂性能.判断延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子,应力强度因子可以通过有限元计算J积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂纹深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸和梁柱长度对延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据有限元分析结果归纳出应力强度因子计算公式.研究结果表明：延长翼缘连接板腹板连接节点梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,应力强度因子随梁截面参数的增大而增大,随柱截面参数的增大而减小.     

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.     

钢结构节点角钢连接计算

根据目前钢结构设计中常用的中国和美国规范,并结合实际工程设计特点,分析了钢结构节点角钢连接的设计方法,并编制了设计计算的计算机软件.该计算机软件在输入简单参数后能自动完成螺栓数量的计算、角钢型号的选择以及角钢长度的确定等.计算方法和程序已在工程实际中应用,计算结果准确合理,具有较高的实际应用价值.     

螺栓群剪力分配与螺栓布置关系的研究

考虑到实际情况中连接板螺栓孔附近的挤压塑性变形较大,在钢结构的普通抗剪螺栓连接设计中,通常假设螺栓群中各螺栓剪切面上的剪力相等;针对塑性变形能力较差的连接构件,连接板变形以弹性为主,弹性分析的结果将更接近实际情况。考虑到弹性阶段下螺栓群剪力分配的不均匀性,提出了剪力比的概念;基于线弹性理论,推导出了弹性连接板仅存在轴向变形时螺栓群的剪力比表达式;采用接触非线性的有限元方法模拟抗剪螺栓连接体系,得到了在弹性阶段,螺栓群的剪力比与螺栓分布形式之间的关系。研究结果表明:抗剪螺栓连接处于弹性阶段时,随着沿轴力方向螺栓间距的增大,随着螺栓数目的增加,螺栓群中各螺栓的受力均会愈加不均匀;而随着与轴力垂直方向连接板尺寸的增大,螺栓群中各螺栓的受力会更趋向均匀。     

抗拉连接高强度螺栓的工作性能及设计计算

分析了抗拉连接高强度螺栓的工作性能,指出高强度螺栓的抗拉承载力与很多因素如连接板翼缘和螺栓的刚性性质,撬力,预拉力等有关。当连接板翼缘的刚度较小时,其弯曲变形将造成明显的撬力,从而增大了螺栓力,使整个连接过早破坏,考虑到撬力的作用,各种设计方法被提出来,我国现行《钢结构设计规范》GB50017中没有具体的撬力设计公式,只是在螺栓抗拉强度设计值公式中引入系数0．8来考虑撬力,设计应用较方便,但高强度螺栓抗拉承载力计算方法过于保守,其设计值明显低于国外标准,建议对高强度螺栓的抗拉承载力设计值予以适当提高。     

钢结构节点角钢连接计算

根据目前钢结构设计中常用的中国和美国规范，并结合实际工作设计特点，分析了钢结构节点角钢连接的设计方法，并编制了设计计算的计算机软件，该计算机软件在输入简单参数后能自动完成螺栓数量的计算、角钢型号的选择以及角钢长度的确定等，计算方法和程序已在工程实际中应用，计算结果准确合理，具有较高的实际应用价值。     

钢结构焊缝连接设计中常见问题探讨

钢结构是由钢板、型钢拼合连接成基本构件,如梁、柱、桁架等.它运到工地后通过安装连接成整体结构,如厂房、桥梁等.因此,在钢结构中.连接占有很重要的地位,也是任何钢结构设计都会遇到的问题.钢结构的连接常有焊接、铆钉连接和螺拴连接三种,目前以焊接连接应用最普遍,其次是螺拴连接,铆钉连接由于既费工又费料,在建筑结构中基本上不采用了.焊接是现代钢结构采用最主要的连接方法,其优点是:任何形状的结构都可用;它不削弱构件截面,较经济;它构造简单,制造省工;它连接的密闭性好、刚度大;它易于采用自动化作业,提高焊接结构的质量等.但是,焊缝连接中也存在着许多问题,如:邻近焊缝有热影响区,该处的母材的材质量易受损变脆;在焊件中产生焊接残余因力和残余变形,对结构工作常有不利影响;焊接结构对裂纹很敏感,一旦局部发生裂纹就有可能迅速扩展到整个截面,尤其在低温下易发生脆断等.焊缝的质量直接影响整个结构的刚度,因此,在焊接结构的设计和施工中要充分考虑影响焊缝质量的各种因素,发现问题及时解决.     

中美欧高强度螺栓外伸端板连接设计方法比较

为了深入研究外伸端板连接设计方法,本文针对中美欧规范外伸端板连接设计方法进行了比较分析,总结了中美欧规范外伸端板连接设计方法异同.研究结果表明,中美欧规范均采用T型件设计理论对外伸端板连接进行设计,我国《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)和美国《建筑钢结构荷载抗力分项系数设计规范》(LRFD)在高强度螺栓连接技术规程中针对外伸端板的连接计算中均引入了破坏模式系数α′以考虑T型件模型的三种破坏形式,欧洲规范EC3则直接按T型件的三种破坏形式进行计算.我国《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)针对高强度螺栓外伸端板连接节点首次引入了撬力设计方法,设计方法更加符合工程实际.     

钢框架结构的节点设计与应用

钢结构的抗震设计应符合"强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材"的"三强"设计原则.连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一,"三强"设计原则中有两条涉及到节点的设计.根据《建筑抗震设计规范》第8.2.8条的规定,对钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并进行极限承载力计算.楼板与钢梁之间的连接也是节点设计的一个关键,可靠的连接能保证楼盖的整体性,从而有效地传递和分配地震作用.对于节点域不满足规范要求的,可以采取构造措施加强节点域.在结构分析前,就应对节点的形式有充分思考与确定,最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.     

预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点试验研究

针对装配式混凝土结构中梁柱节点连接构造复杂、施工效率低等问题,设计开发了一种预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点,通过拟静力试验,研究不同梁端连接方式对新型节点抗震性能的影响。结果表明：不同梁端连接方式的节点试件均为梁端受弯破坏,破坏位置在翼缘连接板处,实现了节点域附近塑性铰外移的效果;翼缘连接板和混凝土的应变受梁端连接方式的影响较大,钢梁腹板、H型钢骨和纵向钢筋的应变受到的影响相对较小;栓焊混合节点和螺栓节点属于半刚性连接,焊接节点属于刚性连接;各试件的滞回性能良好,承载力和刚度退化性能稳定,延性系数在4.03~11.84之间,等效黏滞阻尼系数在0.24~0.36之间。该类型节点具有良好的承载能力和抗震性能,能满足现有抗震设计要求。