方鋼管柔性法蘭連接節(jié)點(diǎn)性能有限元分析

法蘭連接是鋼管結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的連接形式。圓鋼管的法蘭盤(pán)連接可以分為無(wú)加勁肋和有加勁肋兩種形式。國(guó)外的相關(guān)資料中只有圓管無(wú)肋條件下的法蘭盤(pán)厚度計(jì)算公式,國(guó)內(nèi)有關(guān)法蘭盤(pán)連接計(jì)算方法的規(guī)程尚未正式出臺(tái)。針對(duì)圓鋼管法蘭盤(pán)連接,在由屈服線理論推導(dǎo)得到的理論公式基礎(chǔ)上,對(duì)其承載性能進(jìn)行了有限元分析。通過(guò)分析有限元計(jì)算結(jié)果,對(duì)理論公式進(jìn)行了修正和改進(jìn),得到更為合理的設(shè)計(jì)方法。

利用ansys有限元分析軟件對(duì)輸電鋼管塔的法蘭螺栓連接式變坡節(jié)點(diǎn)的受力特性進(jìn)行分析,研究在設(shè)計(jì)荷載作用下,節(jié)點(diǎn)形式、節(jié)點(diǎn)板厚度、加勁板厚度以及加勁板高度等對(duì)法蘭螺栓受力性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同于普通剛性法蘭,法蘭螺栓連接式變坡節(jié)點(diǎn)的螺栓受拉并不均勻。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),節(jié)點(diǎn)板尺寸遠(yuǎn)大于加勁板是導(dǎo)致螺栓受拉不均勻的主要因素。根據(jù)分析結(jié)果,同時(shí)考慮螺栓受拉不均勻和螺栓受剪的影響,提出新的設(shè)計(jì)方法和建議,以供實(shí)際工程參考。

方鋼管焊接空心球節(jié)點(diǎn)的有限元分析

簡(jiǎn)要敘述了焊接空心球節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀;利用大型有限元分析軟件ansys分析了在軸力作用下方鋼管焊接空心球節(jié)點(diǎn)的力學(xué)特性及破壞機(jī)理;在理想彈塑性狀態(tài)下基于mises屈服準(zhǔn)則對(duì)不同幾何尺寸的方鋼管焊接空心球節(jié)點(diǎn)的極限荷載進(jìn)行了比較;分析了節(jié)點(diǎn)幾何參數(shù)對(duì)極限荷載的影響。

法蘭盤(pán)是鋼管結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的連接形式。目前常用的剛性法蘭連接施工復(fù)雜,焊接殘余應(yīng)力難以預(yù)計(jì),而且耗材增加。采用柔性法蘭連接,在一定程度上彌補(bǔ)了上述不足。基于力學(xué)原理,導(dǎo)出柔性法蘭的計(jì)算公式,并通過(guò)有限元分析加以驗(yàn)證。在分析過(guò)程中,考慮了螺栓對(duì)法蘭盤(pán)的加勁作用,并給出該類(lèi)節(jié)點(diǎn)的使用范圍。工程實(shí)例表明,采用柔性法蘭連接形式,可以簡(jiǎn)化施工,節(jié)約鋼材。

通過(guò)有限元軟件ansys對(duì)設(shè)有雙t加勁板連接件的方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了空間非線性分析,研究節(jié)點(diǎn)區(qū)在單調(diào)荷載和低周反復(fù)荷載作用下的受力機(jī)理,指出方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)具有優(yōu)良的延性及耗能能力,且加勁板的設(shè)置有效地降低了節(jié)點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力集中。

接觸問(wèn)題是一種典型的邊界條件非線性問(wèn)題,接觸體的接觸面積和壓力分布隨外載荷變化而變化。在分析接觸問(wèn)題時(shí),使用abaqus/standard模塊,能正確模擬接觸的過(guò)程,判斷接觸狀態(tài)、輸出接觸壓力、接觸面積、能量的變化、局部方向的摩擦剪應(yīng)力和相對(duì)切向滑移。通過(guò)對(duì)螺釘連接的法蘭套和支座的接觸分析,得到螺釘、法蘭套和支座變形程度和應(yīng)力大小,以便于正確施加螺釘夾緊力。

新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)有限元分析——結(jié)合現(xiàn)行鋼管混凝土柱在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況，提出了用于方鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁框架結(jié)構(gòu)的新型節(jié)點(diǎn)連接形式——非穿心暗鋼牛腿方鋼管混凝土柱與混凝土梁節(jié)點(diǎn)，利用有限元軟件ansys對(duì)該節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行了分析...

在大量節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點(diǎn),通過(guò)有限元軟件ansys對(duì)該節(jié)點(diǎn)模型在單調(diào)和循環(huán)加載作用下的受力性能進(jìn)行了非線性分析,研究表明:該節(jié)點(diǎn)的延性和耗能能力較好,抗震性能良好。

研究了鋼管桿中剛性法蘭的力學(xué)性能,應(yīng)用ansys進(jìn)行了非線性數(shù)值模擬,重點(diǎn)討論了單元的選擇、螺栓預(yù)緊力的模擬、彎矩的加載及接觸分析中相關(guān)參數(shù)的設(shè)置問(wèn)題。分析比較了法蘭板厚度、主管厚度及肋板厚度對(duì)螺栓受力的影響。有限元分析結(jié)果表明剛性法蘭節(jié)點(diǎn)中的螺栓在受力過(guò)程中明顯彎曲。最后提出了計(jì)算螺栓軸力的新的旋轉(zhuǎn)軸位置,可供實(shí)際工程應(yīng)用參考。

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對(duì)方鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土梁連接的半連通芯鋼管節(jié)點(diǎn)在低周反復(fù)荷載作用下的受力性能進(jìn)行有限元分析。分析結(jié)果顯示,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)芯鋼管及環(huán)箍對(duì)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的補(bǔ)充,使得該節(jié)點(diǎn)具有較好的強(qiáng)度和延性。由滯回性能分析可知,該類(lèi)節(jié)點(diǎn)的滯回曲線呈紡錘形,具有較好的耗能能力。

介紹了一種新型的法蘭形式——?jiǎng)傂噪p排孔槽形法蘭,并與傳統(tǒng)法蘭作了比較。由于這種連接形式是一種接觸非線性問(wèn)題,因此確定法蘭的受力狀況十分困難。借助有限元軟件,考慮材料非線性和接觸非線性,對(duì)這種連接形式作了比較詳細(xì)的內(nèi)力分析,總結(jié)了應(yīng)力集中的分布區(qū)域,給出了內(nèi)外側(cè)螺栓直徑的合理比值。

全偏心鋼結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點(diǎn)由于偏心而引起應(yīng)力集中,其受力性能較為復(fù)雜。首先對(duì)偏心連接梁-柱鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力特征進(jìn)行分析,證明偏心節(jié)點(diǎn)核心區(qū)存在明顯的三維扭轉(zhuǎn)效應(yīng),導(dǎo)致偏心鋼節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力相對(duì)于非偏心節(jié)點(diǎn)存在增大效應(yīng)。通過(guò)有限元分析,研究了節(jié)點(diǎn)主要構(gòu)造參數(shù)對(duì)核心區(qū)剪力增大系數(shù)的影響規(guī)律。分析表明:核心區(qū)板件厚度、梁柱腹板厚度對(duì)核心區(qū)剪力增大系數(shù)的影響較為顯著,梁柱翼緣厚度對(duì)剪力增大系數(shù)具有一定影響,梁高、梁寬和柱高,對(duì)剪力增大系數(shù)具有一定的影響。通過(guò)數(shù)值算例,得到了剪力增大系數(shù)計(jì)算式并進(jìn)行了驗(yàn)證。提出了適用于全偏心鋼節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力計(jì)算式,可供工程設(shè)計(jì)參考。

法蘭連接

法蘭連接.

法蘭連接

為了研究焊接t型方鋼管節(jié)點(diǎn)的滯回性能,從而進(jìn)一步為研究方鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能打下基礎(chǔ),對(duì)軸向往復(fù)荷載作用下t型方鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元建模和分析。通過(guò)有限元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):焊接方鋼管節(jié)點(diǎn)的滯回曲線較為飽滿,表明該節(jié)點(diǎn)在承受地震等強(qiáng)動(dòng)力荷載作用下具有較好的耗能性。

為了分析方鋼管鋼骨混凝土軸壓柱的工作機(jī)理,采用ansys有限元軟件對(duì)其軸壓柱受力進(jìn)行了全過(guò)程數(shù)值模擬.結(jié)果表明,采用修正的方鋼管內(nèi)核心約束混凝土本構(gòu)關(guān)系模型可以很好地模擬極限承載力及峰值應(yīng)變;有限單元在發(fā)生highdistortion以前的下降段與試驗(yàn)曲線變化基本一致,但其后的變形不能代表真實(shí)的受力狀態(tài).因此,利用ansys進(jìn)行鋼管鋼骨高強(qiáng)混凝土的彈性與彈塑性分析結(jié)構(gòu)是可行的.

通過(guò)采用ansys中摩擦接觸中的面-面接觸單元對(duì)離心鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值模擬。分析中考慮了材料非線性和接觸非線性,研究不同的參數(shù)取值對(duì)構(gòu)件扭轉(zhuǎn)性能的影響,得到最佳的參數(shù)取值。通過(guò)試算得到的接觸參數(shù),對(duì)離心鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值分析,得到構(gòu)件的抗扭承載力,并與試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果較吻合。

研究了鋼管結(jié)構(gòu)法蘭連接節(jié)點(diǎn)的抗彎承載性能.通過(guò)試驗(yàn)方法,采用螺栓應(yīng)變測(cè)量裝置,對(duì)含4種基本形式的法蘭連接節(jié)點(diǎn)的試件進(jìn)行四點(diǎn)彎加載試驗(yàn),考察了在節(jié)點(diǎn)受彎過(guò)程中螺栓和法蘭板的受力特性.試驗(yàn)得到了其屈服荷載與極限荷載,并且與相應(yīng)的有限元分析結(jié)果吻合良好.試驗(yàn)結(jié)果表明,法蘭連接節(jié)點(diǎn)的受拉區(qū)存在明顯的撬力作用,剛性法蘭連接節(jié)點(diǎn)的撬力作用小于柔性法蘭連接節(jié)點(diǎn).法蘭連接節(jié)點(diǎn)的安全儲(chǔ)備約為1.2.

http://www.***.*** -1- 帶內(nèi)隔板的方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn) 受力性能的非線性有限元分析 周天華 1 ，郭彥利 1 ，盧林楓 1 ，何?？?2 ， （1.長(zhǎng)安大學(xué)，陜西西安710061；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西西安710055；） email:zhouth163@163.com 摘要：本文利用三維實(shí)體單元，對(duì)“帶內(nèi)隔板方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)”建立了同時(shí)考慮 幾何非線性、高強(qiáng)螺栓連接的面—面接觸非線性、各種材料非線性等因素的有限元理論分析 模型，模擬分析了單調(diào)加載和低周反復(fù)加載時(shí)節(jié)點(diǎn)的受力性能，較為精確地分析了節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng) 力分布和混凝土開(kāi)裂情況，以彌補(bǔ)試驗(yàn)中無(wú)法直觀地了解各細(xì)部受力情況和改變各種參數(shù)進(jìn) 行對(duì)比的缺陷；考察了軸壓比大小、混凝土強(qiáng)度等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能的影響，根據(jù)理論與 試驗(yàn)結(jié)果分析，提出了設(shè)計(jì)和改進(jìn)建議。