墊板加強(qiáng)Y型圓鋼管節(jié)點(diǎn)受壓極限承載力

為了研究鋼管活性粉末混凝土(鋼管rpc)柱軸心受壓力學(xué)特性,采用全截面受壓方法進(jìn)行了圓鋼管rpc短柱軸心受壓試驗,測試了其在荷載作用下的變形、應(yīng)變情況.試驗結(jié)果表明,在荷載達(dá)到極限承載力時,鋼管prc短柱的變形主要處于彈性階段,當(dāng)承載力下降到極限承載力的80%～90%后趨于平緩,在總結(jié)相關(guān)試驗資料的基礎(chǔ)上,參照cecs104:99中鋼管高強(qiáng)混凝土極限承載力公式,提出了鋼管rpc短柱的極限承載力計算經(jīng)驗公式.為了便于工程應(yīng)用,把公式中的混凝土強(qiáng)度及其對應(yīng)的系數(shù)α進(jìn)行了擴(kuò)展,采用擴(kuò)展后的系數(shù)α對試驗數(shù)據(jù)重新進(jìn)行了計算,計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)符合良好,能滿足工程應(yīng)用.

本文建立了合理的有限元模型,對腹桿截面不對稱圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行材料和幾何非線性計算,得出的極限承載力具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度。由分析可知,把直徑較大和壁厚較厚的腹桿作為貫通腹桿節(jié)點(diǎn),其極限承載力較高且構(gòu)造較為合理。當(dāng)搭接腹桿直徑變小、壁厚變薄后,cw和tw型搭接節(jié)點(diǎn)極限承載力均相對對稱節(jié)點(diǎn)下降。通過對公式的計算結(jié)果與鋼管節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中腹桿不對稱圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)試驗結(jié)果進(jìn)行比較可知,計算公式可以準(zhǔn)確地預(yù)測腹桿截面不對稱搭接k型節(jié)點(diǎn)極限承載力。

對于圓鋼管構(gòu)件,由于空心薄壁的特點(diǎn),管件在徑向的剛度通常要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其軸向剛度。焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)中,支管主要承受軸向荷載,從而導(dǎo)致主管要承受徑向作用力。此外,節(jié)點(diǎn)部位由于曲率不連續(xù)而帶來很大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這些原因造成管節(jié)點(diǎn)最常見的破壞方式是主管表面靠近焊接部位的局部屈曲或屈服破壞。為了提高管節(jié)點(diǎn)的承載能力,通過在主管表面焊接環(huán)口板的方式來提高主管在節(jié)點(diǎn)部位的徑向剛度,進(jìn)而提高管節(jié)點(diǎn)的靜力強(qiáng)度。通過對3個t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件以及3個采用環(huán)口板加固的t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件在軸壓作用下靜力承載力的試驗測試,驗證了環(huán)口板對提高管節(jié)點(diǎn)靜力強(qiáng)度的效果。試驗測試結(jié)果表明:由于環(huán)口板增加了主管在焊接部位的剛度,從而改變了管節(jié)點(diǎn)的破壞方式,將未加固節(jié)點(diǎn)在焊縫周圍的破壞轉(zhuǎn)移到環(huán)口板周圍的破壞,可以有效地提高管節(jié)點(diǎn)的承載能力。

針對鋼管混凝土短柱軸壓狀態(tài),考慮屈服時鋼管豎向應(yīng)力對承載力的貢獻(xiàn),采用厚壁圓筒理論和雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度理論,對鋼管進(jìn)行極限承載力分析;對混凝土采用drucker-prager屈服理論進(jìn)行鋼管約束下的承載力的計算分析,兩者疊加得到鋼管混凝土的極限承載力計算公式,并與現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,結(jié)果吻合良好,為圓鋼管混凝土軸壓短柱極限承載力的計算提供了一種新的方法.

以電力構(gòu)架中常用的圓鋼管桿件為研究對象,采用有限元計算和試驗數(shù)據(jù)建立的回歸模型方法,研究一般受損條件下桿件軸壓極限承載力的變化情況。分析了凹陷深度、初彎曲、長細(xì)比和截面徑厚比等參數(shù)對桿件極限承載力的影響,討論了上述參數(shù)對荷載-軸向縮短關(guān)系的單獨(dú)影響和綜合影響。了解了多桿件極限承載力的特點(diǎn),引入了受損桿件的折算剛度系數(shù)。所得結(jié)論為變電構(gòu)架的可靠性分析和維修加固提供了依據(jù)。

圓鋼管混凝土是圓鋼管內(nèi)填充混凝土后形成的一種組合截面構(gòu)件,在工程結(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文借助有限元分析軟件ansys,考慮兩種材料本構(gòu)關(guān)系的非線性建立了組合截面短柱在軸壓作用下的非線性有限元模型。并通過數(shù)值算例采用剝離分析的方法,得到了軸壓作用下處于復(fù)雜應(yīng)力場的極限承載力,以及鋼材和核心混凝土軸力分配與縱向應(yīng)變的關(guān)系曲線,與試驗結(jié)果對比相吻合。

以圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件的試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過非線性有限元計算可知兩腹桿的極限承載力具有焊縫有限元計算值略微大于無焊縫有限元計算值,且具有焊縫模型有限元極限變形計算值小于相應(yīng)無焊縫模型有限元極限變形有限元計算值.以節(jié)點(diǎn)處增加一圈殼體單元,并取此殼體單元厚度為弦桿壁厚的一半的方法,建立殼體焊縫有限元模型.實(shí)體和殼體有限元參數(shù)分析結(jié)果均表明:焊縫模型的建立均使得圓鋼管節(jié)點(diǎn)剛度增加,導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)極限承載力提高.具有焊縫的殼體有限元模型計算結(jié)果與試驗相比仍然有較大誤差,而實(shí)體有限元與試驗結(jié)果比較接近.

采用ansys接觸方法建立k型鋼管角鋼組合節(jié)點(diǎn)的有限元模型,驗證了有限元模型的合理性;重點(diǎn)研究了角鋼螺栓連接的偏心作用和各個節(jié)點(diǎn)參數(shù)對節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響規(guī)律;并與現(xiàn)行規(guī)范節(jié)點(diǎn)軸心情況作了對比;通過分析得出角鋼連接的作用會顯著降低節(jié)點(diǎn)的極限承載能力;節(jié)點(diǎn)板厚度的增加會使節(jié)點(diǎn)的極限承載力成直線上升;鋼管徑厚比對節(jié)點(diǎn)的承載力有一定的影響,以及角鋼肢端沿軸線到鋼管的凈距離的增加會降低節(jié)點(diǎn)的極限承載力。

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圓鋼管砼偏心受壓短柱承載力的研究——本文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性、容錯性、模糊性，建立了各自的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。對偏壓短柱，選取長徑比、偏心距、鋼材的屈服強(qiáng)度、混凝土的抗壓強(qiáng)度及偏心率等5個影響偏壓短柱極限承載力的主要因素作...

圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算研究——簡要介紹了美國的aci(1999)和aisc-lrfd(1999)、日本的aij和歐洲的ec4,我國的cecs28:90(1992)和dl/t5085-1999(1999)規(guī)程在計算圓鋼管混凝土軸心受壓承載力計算方法和特點(diǎn),并選用幾組常見構(gòu)件用各類方法進(jìn)行計算...

建立合理的有限元模型,應(yīng)用有限元法對腹桿與弦桿傾角不相等圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性計算,得出的承載力具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度.與弦桿傾角較大腹桿作為搭接腹桿的節(jié)點(diǎn)極限承載力較高.由研究分析可知當(dāng)貫通腹桿與弦桿夾角減小后,節(jié)點(diǎn)搭接率降低,但不論cw還是tw型搭接節(jié)點(diǎn)極限承載力均相對對稱節(jié)點(diǎn)有所提高.由公式的計算結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中n型搭接節(jié)點(diǎn)試驗結(jié)果進(jìn)行比較可知計算公式可以準(zhǔn)確的預(yù)測腹桿與弦桿傾角不相同搭接k型節(jié)點(diǎn)極限承載力.

為研究加強(qiáng)墊板對承受支管軸力和主管軸力的n形圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)靜力性能的影響,對未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和墊板加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行了試驗研究,并運(yùn)用有限元方法對試驗節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性分析。比較試驗與有限元分析得到的極限承載力結(jié)果和破壞模式,發(fā)現(xiàn)二者吻合較好。改變墊板各幾何參數(shù),對加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果表明,加強(qiáng)墊板可以降低節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)、減小局部變形、提高節(jié)點(diǎn)極限承載力;增大墊板長度和弧度對節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響很小,而增大墊板厚度可有效提高節(jié)點(diǎn)極限承載力,但當(dāng)墊板厚度增大到一定值時,再增加墊板厚度對節(jié)點(diǎn)極限承載力提高無益而對結(jié)構(gòu)整體受力不利。

k形搭接節(jié)點(diǎn)是空間結(jié)構(gòu)中經(jīng)常使用的一種連接方式.為深入了解k形搭接節(jié)點(diǎn)的特性,使用ansys軟件,對一系列不同搭接率下的主方支圓k形鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值模擬,并將有限元分析結(jié)果繪制成曲線.分析支主管徑寬比β,支主管厚度比τ,主管寬厚比γ,支主管夾角θ等幾何參數(shù)對此類節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響.分析結(jié)果顯示,當(dāng)τ較小時,搭接率ov對節(jié)點(diǎn)的承載力影響不大,且搭接節(jié)點(diǎn)承載力小于零間隙節(jié)點(diǎn);當(dāng)τ較大時,隨著ov的增加,節(jié)點(diǎn)的承載力有所提高,且搭接節(jié)點(diǎn)承載力大于零間隙節(jié)點(diǎn).

建立了角鋼塔節(jié)點(diǎn)三維有限元模型,對角鋼塔tt型節(jié)點(diǎn)的極限承載力進(jìn)行研究。首先討論了角鋼塔節(jié)點(diǎn)的破壞模式,各種破壞模式發(fā)生的條件,以及影響節(jié)點(diǎn)破壞模式的主要因素;為了討論偏心作用對極限承載力的影響,將偏心受壓的節(jié)點(diǎn)板的有限元模型結(jié)果與軸心受壓節(jié)點(diǎn)板的有限元模型結(jié)果進(jìn)行對比分析,討論兩種節(jié)點(diǎn)的失穩(wěn)路徑的差異,以及偏心對節(jié)點(diǎn)板破壞模式及極限承載力的影響;還對節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行了變參分析,主要討論了節(jié)點(diǎn)板的厚度、角鋼寬厚比、角鋼肢端面中點(diǎn)沿角鋼軸線方向至主材凈距離等因素對節(jié)點(diǎn)的極限承載力的影響。

通過某特高壓輸電線路塔架結(jié)構(gòu)中典型的單角鋼螺栓連接節(jié)點(diǎn)的足尺試驗,對節(jié)點(diǎn)板的受壓性能、破壞形式及極限承載力進(jìn)行了研究。利用有限元程序ansys建立合理的有限元模型模擬節(jié)點(diǎn)板的受力性能,并與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析。將試驗及有限元模擬結(jié)果與現(xiàn)行國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于節(jié)點(diǎn)板受壓承載力計算公式的計算值進(jìn)行了比較,驗證了現(xiàn)行規(guī)范公式對于該類單角鋼連接節(jié)點(diǎn)板受壓承載能力計算的適用性。

φ300.x20. 直徑d：300.mm壁厚t：20.mm材質(zhì)： φ200.x14. 直徑d1：200.mm壁厚t1：14.mm材質(zhì)： 夾角θ1：50度 偏心e：20mm 2 16mm -400kn-79 -200kn 二.主、支管的截面特性 主鋼管：面積a：17593mm2慣性矩ix：1.7e+08 支鋼管1：面積a1：8181mm2慣性矩i1x：3.6e+07 三.節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求驗算 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 7.530~150ok! 1、主管材料強(qiáng)度： 主管徑厚比λ=d/(2t)： 支管1徑厚比λ1=d1/t1： 支1主管厚比τ1=t1/

研究了主管規(guī)格為219×6的、有負(fù)偏心作用的1/4加肋鋼管插板連接的極限承載力,同時借助有限元法分析了常用主管徑厚比下不同長徑比、不同負(fù)偏心距以及定長徑比時主管直徑、厚度以及節(jié)點(diǎn)板長度等參數(shù)對主管極限承載力的影響,在此基礎(chǔ)上提出了此類節(jié)點(diǎn)極限承載力計算的建議公式.結(jié)果表明:在常用的主管徑厚比下,負(fù)偏心對長徑比大于30的主管的承載力是不利的,對長徑比小于30的主管的承載力是有利的,這主要是由于長徑比大于30時主管整體失穩(wěn)先于局部屈曲,而長徑比小于30時主管局部屈曲起主要控制作用;主管直徑、厚度以及節(jié)點(diǎn)板長度對承載力影響明顯;所得出的建議公式具有一定的適用性.

矩形鋼管混凝土桁架具有整體剛度大、抗震性能好、節(jié)點(diǎn)形式簡單、施工方便、節(jié)點(diǎn)承載力大、造型優(yōu)美的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于我國的橋梁和空間結(jié)構(gòu)等大跨、重載結(jié)構(gòu)中。矩形鋼管混凝土t型節(jié)點(diǎn)常見于vier-endeel和fink桁架中,節(jié)點(diǎn)的合理與否對結(jié)構(gòu)的安全性與工程造價有很大影響。國內(nèi)外對其研究雖然開展相對較晚,但已經(jīng)引起多方面的足夠重視。本文應(yīng)用大型有限元軟件abaqus對t型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)分析,以探究各參數(shù)影響其靜力力學(xué)性能的規(guī)律。

腹桿與弦桿傾角不相等圓鋼管搭接節(jié)極限承載力計算公式適應(yīng)性研究——建立合理的有限元模型，應(yīng)用有限元法對腹桿與弦桿傾角不相等圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性計算，得出的承載力具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度．與弦桿傾角較大腹桿作為搭接腹桿的節(jié)點(diǎn)極限承載力較高．由研究分析...

針對鋼管混凝土的缺陷,出現(xiàn)了自應(yīng)力鋼管混凝土,自應(yīng)力對在鋼管混凝土中有重大作用,將對其極限承載力產(chǎn)生很大影響。通過分析自應(yīng)力鋼管混凝土破壞機(jī)理,在普通鋼管混凝土受壓構(gòu)件極限承載力計算公式的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)自應(yīng)力鋼管混凝土受壓構(gòu)件極限承載力計算公式,并分析自應(yīng)力值大小對極限承載力的影響。

應(yīng)用第四強(qiáng)度理論和三向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土破壞準(zhǔn)則推導(dǎo)出了約束鋼管混凝土柱軸心受壓的極限承載力計算公式,并分析了工作機(jī)理。算例表明,在鋼管混凝土柱的外圍設(shè)置橫向約束件可以提高鋼管混凝土柱的承載力。推導(dǎo)出的計算公式為約束鋼管混凝土柱的設(shè)計提供了理論依據(jù)。

在統(tǒng)一強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上,對圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸心受力性能進(jìn)行理論分析;采用厚壁圓筒統(tǒng)一強(qiáng)度理論計算鋼管對核心型鋼混凝土的約束應(yīng)力,推導(dǎo)出圓鋼管約束型鋼混凝土短柱的軸壓承載力公式;并對影響因素進(jìn)行分析。將公式的計算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果吻合較好,說明統(tǒng)一強(qiáng)度理論對于圓鋼管約束型鋼混凝土軸壓短柱的理論計算有很好的適用性,可為圓鋼管約束型鋼混凝土柱的分析計算提供一定的理論依據(jù)。