單層折面空間鋼結構中圓鋼管相貫節(jié)點剛度試驗

對中國、美國和歐盟鋼管節(jié)點設計規(guī)范做了深入研究,從節(jié)點分類、破壞模式和極限承載力方面進行了詳細的分析比較,并結合工程實例給出了設計建議:增大壁厚是提高節(jié)點承載力的最有效的方法之一,增大支管與主管管直徑的比值可提高節(jié)點承載力。

1 《空間鋼結構》課程論文 一、懸索結構 天津泰達足球場 1、工程概況： 天津泰達足球場工程，位于天津經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)泰達大街北側，為國內(nèi)最先進的專業(yè)足球場， 是包括比賽場地、休息室、檢測室、多功能廳、新聞發(fā)布廳、貴賓包房、專賣店、餐廳等設施 的大型綜合體育場館。泰達足球場集中了最先進的建設理念和手段，許多硬件設施不僅創(chuàng)造了 全國之最，在世界上也堪稱一流，現(xiàn)已通過國際足聯(lián)驗收，成為中超聯(lián)賽天津泰達足球隊的主 場。整個足球場基本上呈南北走向，占地面積70000m2，總建筑面積61000m2，可容納觀眾37859 人。無地下室，地上四層，局部五層?；A形式為[baike]預應力管樁[baike]承臺基礎，結構 形式為框架剪力墻結構，局部鋼結構。建筑結構安全等級為一級，結構使用年限為50年。 工程于2002年8月16日開工，2004年4月23日竣工，現(xiàn)

本文介紹了18.5m相貫結點鋼管空間和桁梁的現(xiàn)場負荷試驗狀況，分析了試驗結果，探討了這一新型結構的工作性能，為進一步研究和推廣這一新型結構提供了可靠的試驗依據(jù)。

通過建立y型圓鋼管節(jié)點有限元模型,對y型圓鋼管相貫節(jié)點轉動剛度進行單參數(shù)分析,同時對整個節(jié)點轉動剛度進行回歸分析,得出y型圓鋼管轉動剛度的計算公式。

表1試驗構件尺寸 直徑d/mm 201.3 200.9 200.3 199.8 198.9 類型 空鋼管 鋼管混凝土 構件 hc-200-2.0a hc-200-2.0b c-200-2.0a c-200-2.0b c-200-3.0 長度l/mm 400.0 397.5 401.0 400.0 398.0 厚度t/mm 1.98 2.00 1.99 2.00 2.98 混凝土 concrete 金偉良，張翔，陳駒 （浙江大學建筑工程學院，浙江杭州310058） abstract:aseriesofstubcolumntestswereperformedonthin-walledcircleconcrete-filledtubes.thetestspecimensincludeshollowsteel tubesandc

薄壁圓鋼管混凝土軸壓試驗研究——對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進行了軸壓試驗研究，試驗構件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土，記錄分析了構件的試驗現(xiàn)象、破壞形式、荷載一位移曲線。對所用自密實混凝土和耐候鋼做材性試驗。結果顯示：未經(jīng)振搗的自密實混凝土能...

對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進行了軸壓試驗研究,試驗構件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土,記錄分析了構件的試驗現(xiàn)象、破壞形式、荷載-位移曲線。對所用自密實混凝土和耐候鋼做材性試驗。結果顯示:未經(jīng)振搗的自密實混凝土能很好的填充鋼管并具有足夠的強度,薄壁鋼管混凝土破壞時鋼管有明顯的局部屈曲。并將試驗結果與計算的承載力進行了比較。

對8個圓鋼管橡膠混凝土軸心受壓短柱進行試驗研究,探討橡膠粉取代率和橡膠粉粒徑對圓鋼管橡膠混凝土承載力的影響。采用有關設計規(guī)程包括:美國aci(2005)和aisc(2005)、日本aij(2008)、英國bs5400(2005)、歐洲ec4(2004)及中國dl/t5085—1999(1999)、db21/t1746—2009(2009)等對圓鋼管橡膠混凝土的承載力進行計算。結果表明:隨著橡膠粉取代率的增加和橡膠粉粒徑的增大,圓鋼管橡膠混凝土的承載力、剛度均有下降的趨勢;上述各設計規(guī)程均能較好地計算圓鋼管橡膠混凝土短柱的承載力,且計算結果偏于安全,其中,dl/t5085—1999與圓鋼管橡膠混凝土短柱試驗結果最為吻合。

對兩個不同焊接方式的空間ktt型圓管搭接節(jié)點進行了靜力試驗,一個節(jié)點是所有腹桿沿節(jié)點相貫線全周焊接,另一個節(jié)點是被搭接的腹桿沿相貫線的部分周長焊接。綜合比較了兩種節(jié)點在破壞模式、荷載-位移曲線、荷載-應變曲線、mises應力分布和節(jié)點承載力等方面的差異。研究結果顯示不同的焊接方式?jīng)]有引起節(jié)點承載力的顯著差別,但引起節(jié)點破壞模式的不同。這初步表明對非直接承受動力荷載的圓管搭接節(jié)點,被搭接的腹桿可考慮采用部分周焊。

對于圓鋼管構件,由于空心薄壁的特點,管件在徑向的剛度通常要遠遠小于其軸向剛度。焊接相貫圓鋼管節(jié)點中,支管主要承受軸向荷載,從而導致主管要承受徑向作用力。此外,節(jié)點部位由于曲率不連續(xù)而帶來很大的應力集中現(xiàn)象。這些原因造成管節(jié)點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)點部位的徑向剛度,進而提高管節(jié)點的靜力強度。通過對3個t型圓鋼管節(jié)點試件以及3個采用環(huán)口板加固的t型圓鋼管節(jié)點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)點靜力強度的效果。試驗測試結果表明: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)點的破壞方式,將未加固節(jié)點在焊縫周圍的破壞轉移到環(huán)口板周圍的破壞,可以有效地提高管節(jié)點的承載能力。

φ300.x20. 直徑d：300.mm壁厚t：20.mm材質： φ200.x14. 直徑d1：200.mm壁厚t1：14.mm材質： 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)點構造要求驗算 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/

φ300.x20. 直徑d：300.mm壁厚t：20.mm材質： φ200.x14. 直徑d1：200.mm壁厚t1：14.mm材質： φ220.x14. 直徑d2：220.mm壁厚t2：14.mm材質： 夾角θ1：50度夾角θ2：50度 偏心e：20mm間隙a：62mm 2 16mm16 -400kn-79 -200kn300 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 支鋼管2：面積a2：9060mm2慣性矩i2x：4.8e+07 三.節(jié)點構造要求驗算 62mm>=28.0ok! 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 0.7

推導了考慮焊縫尺寸情況下圓鋼管x型節(jié)點環(huán)向模型的強度公式,通過有限元軟件ansys模擬分析了相貫節(jié)點的受力情況,并對焊接過程中出現(xiàn)焊瘤缺陷的情況提出建議。

通過對3根不同偏心率的圓鋼管混凝土的受壓試驗,從組合材料的泊松比出發(fā),分別從不同角度深入地分析了此類構件中鋼管對核心混凝土的約束作用。鋼管的約束作用主要取決于組合材料的泊松比大小及發(fā)生約束效應的區(qū)域大小。

圓鋼管夾（jb/zq4519-97系列管子卡箍） ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1h2 mminmmin 3025203/44010m1040703025203/44010m10407028 3028203/44010m1040703028203/44010m10407028 38322514010m10487638322514010m10487631 38342514010m10487638342514010m10487631 46383211/45010m10568646383211/45010m105686

圓鋼管夾（jb/zq4519-97系列管子卡箍） ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1h2 mminmmin 3025203/44010m1040703025203/44010m10407028 3028203/44010m1040703028203/44010m10407028 38322514010m10487638322514010m10487631 38342514010m10487638342514010m10487631 46383211/45010m10568646383211/45010m105686

圓鋼管通用規(guī)格表

目前輸電鐵塔中的圓截面鋼管應用較多,首先介紹了鋼管節(jié)點的加強措施,表明內(nèi)加勁環(huán)是一種很好的加強措施。然后采用有限元ansys軟件著重對空間kk型圓鋼管相貫節(jié)點加勁前和加勁后的極限承載力進行研究,通過分析比較,得出結論,為實際工程提供參考。

進行了3個剪跨比為1.5的圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱和1個鋼筋混凝土對比試件的擬靜力試驗研究,試驗中的主要參數(shù)為軸壓比(0.35,0.45和0.55)。試驗結果表明:鋼筋混凝土短柱的破壞模式為剪切破壞,延性和變形能力很差;圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式為彎曲破壞,延性和變形能力優(yōu)越。外包鋼管對核心混凝土的約束作用限制了核心混凝土的受剪開裂,改變了鋼筋混凝土短柱的破壞模式,顯著提高了鋼筋混凝土短柱的受剪承載力、延性、變形能力和耗能性能。隨軸壓比的提高,圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的水平承載力提高,延性系數(shù)降低,但軸壓比對圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的極限變形能力無明顯影響。對鋼管的彈塑性應力分析結果表明:水平荷載施加過程中,鋼管并未受剪屈服。根據(jù)試驗結果建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的荷載-位移恢復力模型,提出了設計建議,可為工程實踐提供參考。

建筑結構用高強度厚壁圓鋼管

近年來,對建筑結構用圓形鋼管提出了高強度化和大斷面化的要求。建筑鋼結構的使用特別重視鋼管的屈服強度(ys)和屈強比(yr)。jfe鋼鐵公司對鋼板的目標特性和鋼管的制造工藝進行了研究,開發(fā)出了采用高性能厚鋼板制造的抗拉強度為550~780mpa級(屈服強度385~630mpa級)的圓形鋼管,能夠提供滿足多種設計要求的低、高yr(高ys)鋼管。

對t型鋼管混凝土相貫節(jié)點進行了低周往復荷載的試驗研究,加載方式為對主管施加固定軸向荷載,對支管施加循環(huán)軸向荷載。試驗對象包括4個鋼管混凝土相貫節(jié)點和1個鋼管相貫節(jié)點。通過試驗得到了節(jié)點沿著焊縫處應力分布情況和極值應力點的位置,以及試驗節(jié)點的破壞模式、耗能能力、剛度和極限承載能力。結果表明,主管中灌入混凝土改變了節(jié)點的破壞模式;鋼管混凝土節(jié)點的應力集中系數(shù)要小于鋼管節(jié)點;鋼管內(nèi)灌入混凝土有效提高了節(jié)點的極限承載能力和抗側移剛度,但節(jié)點的滯回性能有所降低。