影响方管柱H型钢梁隔板贯通式节点承载力的参数分析

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武汉理工大学 硕士学位论文 冷弯方管柱-h型钢梁节点连接承载力研究 姓名：吴院生 申请学位级别：硕士 专业：结构工程 指导教师：谢伟平;蔡玉春 20051101 冷弯方管柱-h型钢梁节点连接承载力研究 作者：吴院生 学位授予单位：武汉理工大学 被引用次数：4次 参考文献(40条) 1.karamanlidisd.hgesch-karamanlidsgeometricallyandmateriallynonlinearfiniteelementanalysis ofthin-walledframe:numericalstudies1986(04) 2.舒赣平.孟宪德.王培轻钢住宅结构体系及其应用[期刊论文]-工业建筑2001(8) 3.管

以钢管混凝土平面k型节点为研究对象,采用三维实体单元模拟钢管与混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土接触非线性以及几何非线性,讨论在节点荷载作用下结构的应力分布、塑性发展、极限承载力和破坏模式,并对影响节点承载力的诸参数进行详细分析。根据参数分析结果得出几点结论,可为钢管混凝土桁架节点的设计提供参考依据。

建立波纹腹板h型钢梁的受力模型,按照板的稳定理论分别给出了波纹腹板局部屈曲和整体屈曲的抗剪承载力理论公式,并设计4根构件进行了试验及有限元数值模拟分析,研究了不同的波纹尺寸、腹板厚度等因素对构件承载力的影响.试验结果表明:若波纹尺寸设计得当,腹板剪切强度可以达到甚至超过钢材的剪切屈服强度,而有限元方法能够有效预测构件承载力和破坏模式.最后结合理论分析和试验研究提出了波纹腹板h型钢的设计建议.

利用ansys有限元程序,研究了材料非线性条件下两端固接时负公差和初弯曲对冷弯薄壁型钢组合方管柱极限承载力的影响。分析结果表明:冷弯薄壁型钢组合方管柱中,初始缺陷对其极限承载力的影响不能忽略;当仅存在负公差时,冷弯薄壁型钢组合方管柱的极限承载力降低7%~13%;当仅存在初弯曲时,冷弯薄壁型钢组合方管柱的极限承载力降低可达6%,且初弯曲对短柱的极限承载力要比对长柱的影响小。当同时存在初弯曲和负公差时,柱的极限承载力降低不是两种影响的简单相加。

为研究波纹腹板h型钢梁的受弯性能,首先对其进行理论分析,得出波纹腹板h型钢梁的承载力完全由上、下翼缘提供,腹板不承担弯曲正应力,并提出受弯承载力的理论计算式。设计完成2个试件的受弯承载力试验,得到了试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。试验结果证明了所提出理论分析模型的正确性,并验证了所提出的承载力计算式是安全合理的。为了进一步验证理论分析模型,同时支持参数分析,采用有限元方法对波纹腹板h型钢梁的受弯性能进行数值模拟。有限元方法和试验得到极限弯矩等结果较为接近,试验梁的破坏弯矩超过理论塑性弯矩20%以上。通过参数分析可知:稠密腹板波形及较小的翼缘宽厚比能够提高极限弯矩;腹板高厚比对极限弯矩无显著影响。

通过有限元数值分析方法,开展了不同支管偏心距及主管径厚比对插板连接管节点极限承载力的影响研究。负偏心越大,节点承载能力随之增强,节点板材料也越经济;同时需留意,负偏心并不一定总是有利的。总之,偏心距及主管径厚比的影响应在工程设计中加以合理、有效的利用。

基于假定的合理的钢管混凝土核心短柱各部分材料本构模型,依据力的平衡和变形协调两个条件,建立了组合柱轴压承载力分析力学模型;据此分析了位置系数、钢管含钢率、配箍特征值及混凝土强度等参数对其柱轴压承载力提高百分率的影响,并建议了较为经济的组合柱参数范围,其结论可为工程应用提供依据。

为了得到可靠的套管插接节点设计参数,采用ansys有限元程序建立了非线性有限元模型,对考虑接触影响时套管插接节点承载力进行了数值分析,分析了相关结构参数对节点承载力的影响。结果表明:管节点承载力及刚度均随套管长径比和主、套管长度比的增大而增大;主管与套管厚度相等时管节点承载力最大;管间间隙0.5~2.0mm范围内改变主、套管直径配合对管节点承载力影响不大。

采用有限元软件ansys建立了对单肢冷弯c型钢梁柱节点的有限元模型,探讨了槽钢翼缘宽度、螺栓直径和材料屈服强度对节点屈曲荷载和螺栓孔变形的影响。研究表明:槽钢翼缘宽度、节点处螺栓的直径对梁柱连接节点屈曲荷载的影响不大,而材料的屈服强度对连接节点屈曲荷载的影响比较大。同时,试件发生畸变屈曲时螺栓孔变形比较小,一般都小于2.5mm。

rc框架变梁变柱中节点承载力研究——本文分析了梁柱截面尺寸、节点配箍率、轴压比等因素对变梁变柱中节点承载力的影响。变梁变柱中节点通裂发生在大核心区，最终形成大核心破坏。该类节点抗震承载力较常规节点劣化，核心区通裂荷载约为91％极限荷载。变梁变柱中...

对不同加载方式和不同加固模式下的碳纤维增强复合材料(cfrp)加固h型钢梁进行了两组比较试验,并对试验结果进行了综合分析。通过对试验结果的比较分析,给出了各种加固方式下的钢梁的极限承载力变化及cfrp布和钢梁的各项力学性能,得出了一些具有工程指导意义的结论。

内嵌多块钢板销式连接是现代重型木结构节点连接方式中最为有效的一种,被越来越广泛地使用在木结构节点连接中。在实际工程中,由于制作误差,通常木构件的开槽宽度大于钢板厚度,可能对连接节点的承载力有一定影响。为了更好地了解开槽宽度对承载力的影响,基于johansen屈服理论推导了考虑开槽误差时内嵌三块钢板承载力的计算公式,并进一步分析了开槽误差对其承载力的影响。分析结果表明,连接节点的承载力随开槽误差的增加而减小,所以在实际木工程连接节点中应尽量降低开槽误差。

波纹钢板管涵在我国的应用和研究尚处于起步阶段,目前亦无此类涵洞的设计或施工规范。为在设计计算、安装施工中探讨一个可靠的理论依据,本文将就影响波纹钢板椭圆形管涵承载力的诸主要因素做初步的论述。

为研究方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘连接的结构性能,对新型节点-外肋环板节点梁翼缘受拉模型的传力机理进行了分析,提出了基于屈服线理论的节点承载力计算公式。采用正交试验法设计了10个节点模型试件并进行静力拉伸试验,研究了方钢管混凝土柱与钢梁翼缘连接的结构性能,介绍了各试件的破坏过程及特征,并对节点承载力实测值和理论计算值进行了比较分析。研究结果表明,外肋环板节点梁翼缘受拉模型具有较高的承载力和良好的延性,影响节点承载力的主要因素是竖向肋板的截面尺寸,水平环板的宽度对节点的承载力影响不大,但在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度,理论分析提出的计算公式较好的预测了节点模型的屈服承载力。

残余应力对h型钢柱构件极限承载力的影响 摘要：近年来，随着国产热轧h型钢投入生产后，使得h型钢广泛使用。然而， 由于热轧h型钢的残余应力存在使得钢结构构件中某些部位提前进入塑性状态，使构件 极限承载力降低，而目前在钢结构构件极限承载力计算中，尚未找到一种很好的方法， 来直接考虑残余应力的影响。随着计算机普及应用和数值分析方法的不断发展，可以通 过计算机建立与实际吻合的构件模型，较准确、快捷地计算出残余应力影响下的构件极 限承载力。因此，本文以h型钢为研究对象，运用大型有限元软件ansys建立残余应 力模型，将残余应力作为初应力加入到有限元模型中，着重考虑残余应力对h型钢构件 极限承载力的影响，并与gb50017—2003钢结构规范对于实腹式轴心受压构件的极限 承载能力设计值和切线模量理论值对比，分析我国对于钢结构规范对于实腹式轴心受压 构件的极限承载能力设

残余应力对h型钢柱构件极限承载力的影响 摘要：近年来，随着国产热轧h型钢投入生产后，使得h型钢广泛使用。然而， 由于热轧h型钢的残余应力存在使得钢结构构件中某些部位提前进入塑性状态，使构件 极限承载力降低，而目前在钢结构构件极限承载力计算中，尚未找到一种很好的方法， 来直接考虑残余应力的影响。随着计算机普及应用和数值分析方法的不断发展，可以通 过计算机建立与实际吻合的构件模型，较准确、快捷地计算出残余应力影响下的构件极 限承载力。因此，本文以h型钢为研究对象，运用大型有限元软件ansys建立残余应 力模型，将残余应力作为初应力加入到有限元模型中，着重考虑残余应力对h型钢构件 极限承载力的影响，并与gb50017—2003钢结构规范对于实腹式轴心受压构件的极限 承载能力设计值和切线模量理论值对比，分析我国对于钢结构规范对于实腹式轴心受压 构件的极限承载能力设

以有限元分析软件ansys为工作平台,基于非线性板壳有限元分析理论,采用大挠度弹塑性分析方法,考虑初始缺陷的影响,计算有不同热轧残余应力峰值下的h型钢柱的极限承载力,得到主要影响钢柱极限承载力的因素,为热轧残余应力的统计提供一些参考意见。

开展了2个构造不同的矩形钢管混凝土柱—h型钢梁隔板贯通式节点试验,重点研究了低周反复荷载下节点的滞回曲线、破坏形态、位移延性等指标.结果表明2个节点的破坏形态均为梁端形成塑性铰;实现了"强柱弱梁"、"强节点弱构件"的设计目标;2个节点的滞回曲线均呈梭形,表现出较好的耗能性能;节点构造对其位移延性影响显著.

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将现有外环板式节点进行改进，构成一种新型、高效的节点。在现有节点研究基础上，建立节点计算承载力的塑性铰线模型，推导塑性铰线的承载力计算式，得到受拉翼缘的极限拉力，并提出节点的极限承载力计算方法。

基于隔板贯通节点在地震作用下的破坏调查结果,提出了一种改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的新型节点——倒角放坡型隔板贯通节点。对7个十字形节点试件进行了静力拉伸试验,研究了隔板贯通式连接中方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的连接性能,分析了钢梁翼缘与隔板连接构造以及浇注孔直径、隔板厚度、钢管的宽厚比等参数对节点局部受拉承载力的影响,并将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行了比较。研究结果表明:倒角放坡型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性;影响节点承载力的主要因素是隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度;对于填充混凝土的试件,采用公式计算节点承载力偏于保守。