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...     

埋入式H型钢桩-桥台节点受弯性能与承载力

为研究整体式桥台无缝桥中埋入式H型钢桩-桥台节点的受弯性能，通过建立节点的有限元模型，分析了桥台厚度、混凝土强度、钢桩朝向、埋深比、钢材强度和轴压比6个参数对节点受弯承载力和破坏模式的影响，并在此基础上，针对不同的破坏模式提出了节点受弯模型与承载力计算公式。研究结果表明:绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比小于2.0时发生桥台混凝土承压破坏，增大钢桩埋深比和混凝土强度等级可有效提高节点受弯承载力；绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比大于2.0时，或绕钢桩弱轴弯曲的节点在埋深比大于1.0时，发生钢桩屈服破坏，提高钢桩的钢材强度等级可提高节点受弯承载力；随着轴压比的增大，发生绕钢桩强轴屈服破坏的节点的受弯承载力明显降低，但轴压比对发生桥台混凝土承压破坏或冲切破坏的节点的受弯承载力的影响可以忽略；提出的节点受弯承载力计算方法能较为准确地预测不同破坏模式的埋入式H型钢桩-混凝土桥台节点的受弯承载力，计算值与有限元结果比值的均值和计算值与试验结果比值的均值为分别为0.981和0.941，因此，可用于该类型节点的受弯承载力计算和破坏模式分析；建议钢桩埋深不少于2.0倍桩宽与混凝土桥台厚度大于2.4倍桩宽，这样可有效避免桥台混凝土的承压破坏和桥台边缘混凝土的冲切破坏。      

钢-混凝土组合桁梁节点静载力学性能试验研究

钢-混凝土组合桁梁桥节点的力学性能研究和优化设计是组合桁梁桥设计的关键,以某高速铁路桥下承式组合桁梁上节点为原型,设计制作了1∶2节点缩尺模型,对节点进行静力特性试验和有限元分析,研究钢-混凝土组合桁梁桥节点的静力力学性能.对组合节点的荷载-位移曲线、应变发展规律、极限承载力以及节点的破坏模式进行研究.研究表明:该类型组合节点具有刚度大、承载力高以及传力明确等特点,组合节点满足设计要求;节点薄弱区位于弦杆与拉压腹杆相交焊缝区域;节点破坏模式为杆件相交处开裂破坏及拉压腹杆屈曲.     

钢节点加腋前后的有限元分析

建立了钢框架加腋节点的三维有限元模型,对其进行了非线性分析。绘制了加腋节点中关键部位的应力分布图,对比地分析了加腋节点和普通节点中各种应力分布规律;并利用ANSYS立体切片显示功能,沿着定义的路径来分析应力分布,判断加腋后对节点应力的影响。     

钢节点加腋前后的有限元分析

建立了有广泛代表性的钢框架加腋节点的三维有限元模型,对其进行了非线性分析.绘制了加腋节点中关键部位的应力分布图,对比地分析了加腋节点和普通节点中各种应力分布规律;并利用Ansys的立体切片显示功能,沿着定义的路径来分析应力分布,判断加腋后对节点应力的影响.     

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。     

空间预应力钢束精细化有限元建模方法

为了建立同时包含平弯和竖弯的空间曲线预应力钢束连续平滑模型,在有限元分析中考虑空间预应力钢束的各项力学效应,提出了基于相贯线的空间预应力钢束精细化建模方法,确定了钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接方式,并给出了相应的建模程序.首先采用辅助实体相贯的方法,建立了空间预应力钢束的连续平滑几何模型;然后沿该空间曲线建立孔道实体,并与混凝土主梁进行布尔运算,实现钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接.以贵州红水河特大桥钢-混结合段的建模与分析为例,计算结果表明:与传统的约束方程法相比,采用本文方法计算得到的梁体最大局部压应力降低26.3%,应力集中现象明显改善;钢束有效应力分布平顺、无波动,更符合实际情况.     

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。     

高铁站复杂异形铸钢节点施工关键技术

盐城站高铁站房屋盖由空间钢桁架结构组成,桁架主节点与支管间、下弦杆与支座连接采用铸钢节点,存在构造复杂、安装精度不好控制、焊接难度大等技术难题.对铸钢节点的深化设计、定位安装和焊接的关键技术进行了阐述.技术措施实施表明安装精度和焊接质量满足工程质量要求,为铸钢节点施工控制提供了技术保证.     

球节点钢网架焊缝超声波探伤探头的研制

通过采用一种新材料,制造出了用于焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤的超声波横波斜探头、该探头具有前沿尺寸小、折射角偏差小,能够很好地解决壁厚薄、焊缝宽度大的焊接球节点钢网架焊缝探伤的问题,并在实际应用中取得了良好的结果。     

基于BIM的钢桁架焊接节点力学分析

为分析钢桁架桥梁焊接节点的应力分布,以CATIA软件建立的BIM模型为基础,通过数据接口程序,将BIM模型的数据导入ABAQUS及MIDAS,获得钢桁架节点的应力状态。结果表明:修改BIM模型参数可以自动修改力学分析软件的数据文件,采用BIM模型作为力学分析软件的数据文件是可行的。只要构造合理,无论在恒载还是恒载加活载的作用下,节点处最大应力均远小于屈服应力,满足规范要求。通过构件尺寸优化,可以获得合理的节点形式。     

带钢端头的装配式混凝土梁柱中节点滞回性能试验研究

为解决装配式混凝土梁柱中节点连接复杂的问题,提出采用钢端头进行连接.设计了3个带钢端头连接的装配式混凝土梁柱中节点ZGJ-1、ZGJ-2和ZGJ-3,开展了低周反复荷载试验,研究了水平连接板间腹板的设置及伸入预制梁内钢端头的长度对中节点滞回性能的影响.结果表明:带钢端头的新型装配式混凝土梁柱中节点抗震性能良好;伸入预制梁内钢端头的长度对中节点性能影响不大;水平连接板间设置腹板能较大程度提高中节点的抗震性能.     

不同荷载比下嵌固式钢框架节点M-θr曲线拟合

对嵌固式节点进行有限元仿真分析,得到了嵌固式门式框架在不同的荷载工况条件下节点的M-θr曲线。通过对不同荷载组合情况下得到的M-θr曲线进行比较可知,节点刚度随着荷载组合的变化而变化,但两个方向框架中嵌固式节点刚度的变化规律不同。综合考虑门式框架嵌固式节点M-θr曲线的特性,对多种荷载组合情况下的M-θr曲线进行曲线拟合,得到拟合公式并对其进行方差分析。透过相关指数可知提出的嵌固式节点M-θr曲线的拟合公式是可靠的,可为进一步深入研究嵌固式组装钢框架的力学性能提供借鉴和参考。     

焊接残余应力对钢框架侧板加强型节点应力分布的影响分析

以钢框架侧板加强型梁柱连接节点为研究对象,以ANSYS非线性有限元为手段,采用"生死单元"方法模拟梁柱翼缘连接处的施焊过程,分别就是否考虑焊接残余应力的两种情况,对侧板加强型节点的应力云图以及沿3条指定路径的应力分布进行了比较。可以看出,焊接残余应力的存在使得节点的应力分布更为复杂,且对梁柱翼缘连接处附近应力分布的影响较为明显。     

梁腹板开圆孔节点的分析模型

在距柱表面一定距离的梁腹板上开设一定大小的孔洞是改善钢框架结构抗震性能的一种有效手段,文中结合试验结果提出了梁腹板开圆孔节点的分析模型．为了能够在结构的弹塑性分析中考虑梁腹板开圆孔节点的影响,除在梁端、柱端设置塑性铰外,还应在腹板孔削弱处增设塑性铰．新增塑性铰位于腹板削弱区域最危险截面处,其弯矩一转角关系与普通实腹式钢梁一致,仅屈服点存在一定的差异．利用该模型对梁腹板开圆孔节点的拟静力试验及含梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能试验进行了模拟,其结果能满足工程要求．     

组合效应对腹板削弱型梁柱节点的影响

采用数值模拟方法分析了混凝土楼板组合效应对钢框架腹板开圆孔削弱型梁柱节点的影响,着重讨论了节点承栽力、弹塑性阶段的应变分布、梁塑性区的产生和扩展情况,并与未考虑组合效应此类节点的性能进行了对比．削弱截面与柱的距离和削弱半径是重要的削弱参数,决定了腹板削弱型节点塑性区的扩展特征．研究结果表明,组合效应对腹板开圆孔削弱型梁柱节点区域的应变分布和塑性区扩展影响显著,其削弱参数的确定须充分考虑楼板组合效应．     

外伸式端板连接M-θ关系曲线控制参数的研究

针对低、多层钢框架中常用的外伸端板螺栓连接节点的受力性能在以往的试验数据和数值仿真分析的基础进行了深入研究，在此基础上提出了采用极限模态控制法的三参数M—θ曲线方程，其计算结果与试验结果有着较高的吻合性，并可依据此方程，在知道连接节点的几何参数和材料性能的情况下计算出节点的M—θ曲线，为工程设计实践提供依据．     

平面角钢桁架模型的实验应力误差分析

角钢桁架模型因杆件在节点处的刚性连接,荷载作用下不可避免地存在杆端弯矩,故杆件截面应力包含轴向力和节点弯矩两部分效应.在钢桁架模型的本科实验中,因采用忽略节点刚性的铰接桁架分析而导致实验值与理论值存在误差,为减小此误差,实验测点宜限定在杆件长度的一定范围内.采用有限元方法进行杆件的应力分析,确定角钢桁架模型合理的应力测试范围,以满足本科教学实验要求.     

钢拱桥H型刚性吊杆风振疲劳性能研究

H型刚性吊杆是钢拱桥常采用的一种吊杆形式,具有长细比大、抗扭刚度小、阻尼低等特征,易诱发大幅风致扭转振动,导致吊杆节点板连接疲劳损伤问题.以某钢拱桥40 m长H型刚性吊杆为研究对象,综合理论分析与有限元数值仿真分析开展吊杆风致扭转振动疲劳评估.研究表明:有限元仿真分析吊杆节点板的螺栓连接可采用面-面接触关系模拟,接触刚...     

模拟轮载作用下钢桥面板RD节点疲劳寿命计算方法对比分析

为深入研究RD(rib-deck)节点的疲劳性能，通过模拟车轮荷载对RD节点实施中心加载，得到了相应热点应力幅下的节点疲劳寿命。采用ABAQUS建立了钢桥面板RD节点的三维实体有限元模型，在有效数值模型的基础上，分别采用热点应力法和临界距离理论对RD节点的疲劳寿命进行了对比分析。研究结果表明：同一精度网格下采用两点外推法和三点外推法得到的热点应力结果比较接近，而采用临界距离理论的点法得到的特征应力则小于线法得到的特征应力；采用国际焊接协会（IIW）推荐的FAT 90曲线得到的评估结果过于保守，而FAT 125曲线的预测结果相对接近试验值。临界距离理论相比热点应力法能得到更准确的预测结果，其中点法和线法得到的预测值与试验值分别相差17%、32%；总体而言，热点应力法和临界距离理论均能得到相对保守的疲劳寿命预测结果，两种方法用于钢桥面板典型焊接节点的疲劳性能评估是可行且偏于安全的，但点法的预测精度更高，且实际应用中也较为便捷。