梁柱T型钢连接节点有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS,对T型钢连接节点进行了非线性分析,讨论了连接节点在各级荷载下的应力分布及发展情况,分析了节点各组成要素对节点受力性能的影响.分析结果表明:T型钢连接节点属于半刚性连接节点,具有良好的延性;柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和梁截面高度对节点的极限承载力和初始刚度均有很大影响;为T型钢半刚性连接在工...     

输电塔节点初始转动刚度研究

为了研究钢构件节点的初始转动刚度对输电塔受力性能的影响,采用ANSYS建立了附带角钢节点的输电塔有限元模型,对节点半刚性做参数对比研究,给出了基于初始转动刚度的节点半刚性指标,并以此对典型输电塔节点进行评价。有限元计算结果表明:节点初始转动刚度和极限弯矩受肢厚影响显著,螺栓节点板表现为半刚性连接。因此,在设计输电塔时,需考虑输电塔应力状态受节点的影响。     

一般半刚性节点连接框架结构分析方法

研究对象为任意节点连接和任意支撑的平面框架。一般梁单元由等截面直杆及其杆端的轴向弹簧、切向弹簧和转动弹簧组成,推导得到此类单元的刚度矩阵、单元在8种基本荷载作用下的等效节点荷载。采用Matlab语言编写了适用于一般节点非线性连接框架的静力分析程序,非线性形式为指数函数或多项式函数,可以得到结构不同连接刚度下的节点位移、杆端位移和杆端力。算例显示出节点柔度对结构受力和变形的影响。     

一种端板拼接钢梁节点受力性能分析

以高强螺栓外伸端板拼接梁节点为研究对象,采用有限元模拟计算得到了节点在单调加载下的剪力—滑移曲线和弯矩—转角曲线,呈现出节点连接的半刚性;分析了端板厚度、螺栓直径、加劲肋对节点受力性能的影响,得出结论:增加端板刚度及螺栓直径有利于节点承载力和变形能力的提高。     

角钢连接半刚性梁柱节点的受力性能分析

介绍了半刚性梁柱节点连接的受力性能。然后主要分析了半刚性梁柱节点连接的杠杆力分布及大小。按塑性理论推导了计算公式。同时分析了杠杆力对节点受力性能的影响。     

半刚接钢框架系统的强刚度耦合可靠性分析

将结构系统强刚度耦合失效模式用并联系统模拟,采用逐步等效线性化方法,基于强度主要失效模式计算在单元截面相继失效历程中的强度和刚度失效模式之间的相关性及其交集失效概率.通过算例对比分析半刚接与刚接钢框架同一失效历程的失效概率,结果表明半刚性连接相对增大了结构系统强刚度耦合失效概率,使其成为主要失效模式.因此半刚接钢框架考虑强刚度失效模式更符合实际情况.     

斜交梁单元及其应用

提出了一个斜交梁单元，推导了其单元刚度矩阵和等效节点荷载公式，并用于分析斜交连续梁。     

具有拼接钢主梁的钢混双面组合梁受力性能研究

研究对象为具有拼接钢主梁的钢与混凝土双面组合连续梁,钢主梁段采用翼缘板和腹板盖板由高强螺栓拼接。理论分析了拼接截面的弹性、塑性极限承载力及其受力变形特征;通过有限元分析软件ANSYS建立拼接节点的实体模型,得到拼接节点的弯矩转角曲线。依据得到的拼接节点本构关系,分别建立拼接钢主梁的两跨连续组合梁和无拼接的两跨连续组合梁的有限元模型,分析对比二者的变形能力及承载性能:当荷载较小时,两种不同拼接方式的连续组合梁具有相同的结构刚度;随荷载的增加,克服高强螺栓提供的摩擦力后,拼接节点开始表现出半刚性特性,拼接组合梁刚度将逐渐减小。结果表明,在满足组合梁结构强度和刚度的前提下,合理的钢主梁半刚性连接设计可用来增强组合梁结构的变形能力。结论可供高强螺栓拼接钢主梁的钢与混凝土组合梁设计计算参考。     

等参单元在货车转向架强度计算中的应用

推导了八节点六面体等参单元的应变矩阵、刚度矩阵,对该单元的位移解收敛性和畸变敏感性进行了分析。针对转向架强度分析的特点,在MATLAB平台上开发了一套求解位移的有限元程序。该程序通过读取ANSYS软件输出的数据文件中的模型信息,采用八节点六面体等参单元,求出单元刚度矩阵及单元体积力矩阵,组集单元,引入位移边界条件,得到一组以节点位移为未知量的多元线性方程组,求解得到单元节点位移。最后对160 km/h货车转向架侧架的主要载荷进行了位移计算,结果与ANSYS软件计算结果基本吻合。     

有黏结预应力梁中预应力筋的几何非线性分析

以常规的非线性平面梁元平衡方程为基础,将预应力束视为两端通过刚臂与混凝土梁元节点连接的平面杆元,在局部坐标系(随转坐标系)中计入预应力,根据刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,采用微分方法导出其在结构坐标系中的切线刚度矩阵,从而获得混凝土梁元与预应力束杆元在结构坐标系中的组合单元切线刚度矩阵;编制了程序,对预应力钢筋混凝土悬臂梁进行几何非线性分析;与ANSYS计算结果比较表明,提出的方法在非线性程度很高时仍能获得高精度数值解,具有对单元数量不敏感,预应力作为非保守荷载的特点容易被计入的优点。     

大跨钢桁拱轨道横梁半刚性连接的疲劳荷载

为评定公路与轻轨两用钢桁拱桥轨道横梁与主桁半刚性连接在车辆荷载作用下的疲劳损伤累积,对该构造细节在桥梁设计寿命期内车辆荷载产生的疲劳荷载谱的计算方法进行了研究.针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参照美国AASHTO规范,建立了反映桥梁设计寿命期内真实运营状况的疲劳荷载模型,并通过全桥三维有限元分析计算了该构造细节的荷载历程.根据疲劳损伤累积理论,确定了钢桁拱轨道横梁与主桁半刚性连接的疲劳试验荷载.     

一种考虑接头半刚性的带式浮桥计算模型

基于带式浮桥接头的半刚性,提出了反映接头传递弯矩的抗弯弹簧铰模型,建立了带式浮桥静力计算的弹性基础上抗弯弹簧铰梁模型。引入传递矩阵法,给出了弹性基础上抗弯弹簧铰梁的场传递矩阵和点矩阵,通过算例验证了计算模型的合理性。分析表明,带式浮桥需考虑接头的半刚性,当抗弯弹簧铰刚度大于5．0×10^8N·m／rad时,可按刚接计算;当抗弯弹簧铰刚度小于5．0×10^4N·m／rad时,可按铰接计算。     

半刚性基层裂缝的防治技术

半刚性基层开裂是我国公路工程施工质量通病,需要重点关注并采取对策.针对半刚性基层裂缝问题,介绍了半刚性基层裂缝的主要类型及其成因,提出了半刚性基层裂缝的防治和控制措施,可为半刚性基层施工管理工作提供参考.     

对柔性基层沥青混凝土路面施工的试验研究

通过对柔性基层与半刚性基层进行对比分析,结合衡德高速公路柔性基层沥青混凝土路面试验路的施工实践,介绍了柔性基层沥青混凝土路面的配合比设计和施工工艺,得出柔性基层可以减少或减缓裂缝的产生,并且抗车辙的能力并不比半刚性基层结构差的结论。     

半刚性材料温度应力分析研究

针对半刚性基层材料缺乏对因外界温度变化所产生应力问题的研究,采用了国内4个典型省份的夏季及冬季极限温度,计算了在不同典型结构及不同地区条件下,半刚性材料受温度影响产生的温度应力.研究结果表明,对不同面层结构,受外界温度影响所产生的温度应力值相差很大,对在高速公路以及一级公路中使用的半刚性材料,完全可减少对温度性能的要求.该研究成果将室内测试结果和实际应用加以联系,对完善半刚性材料温度开裂评价体系具有一定的意义.     

几种半刚性材料的对比试验研究

通过对水泥砂砾、二灰碎石、二灰砂砾和二灰土等半刚性基层材料的抗压、抗冻、抗疲劳和温度收缩试验结果的分析研究,得出关于刚性基层材料路用性能的结论,为半刚性基层材料的使用提供参考.     

半刚性路面基层养生期的试验研究

分析了缩短半刚性路面基层养生的机理,解决了半刚性路面基层常规7d养生期耗费大、工期长、遇雨行车影响路面平整度和质量,因洒水养生干、湿交替产生的干缩裂缝,与沥青面层结合不好、抗剪力差、行车易产生推移变形等技术难题.降低了工程造价,取得明显的社会、经济效益.     

同步碎石下封层对沥青路面结构力学响应的影响分析

在半刚性基层上设置同步碎石下封层可有效减少沥青面层反射裂缝的产生。采用ANSYS有限元计算软件对设置同步碎石下封层的半刚性基层沥青路面结构的力学反应进行分析,计算出同步碎石下封层参数变化对半刚性基层沥青路面力学性能的影响。     

半刚性基层沥青路面和永久性路面的受力状态对比分析

介绍了国内常见的半刚性基层沥青路面和国外永久性路面的结构型式。对两种路面结构的受力状态进行了分析、对比,以期为路面结构的选择提供参考。