圓鋼管混凝土K型焊接管板節(jié)點試驗和有限元分析

圓鋼管混凝土梁柱節(jié)點有限元分析

http://www.***.*** -1- 軸壓圓鋼管混凝土柱有限元分析 楊成臣 武漢理工大學土木工程與建筑學院，武漢（430070） e-mail：syncimaster@hotmail.com 摘要：通過優(yōu)選合理的本構關系和單元屬性，對鋼管混凝土柱進行了非線性有限元分析。 其中鋼管采用理想彈塑性本構關系模型，核心混凝土采用約束混凝土本構關系模型。數(shù)值分 析中分析了6個圓鋼管混凝土柱在軸向壓力作用下的靜力性能，分析結果與試驗結果吻合較 好，證實了該模型的合理性，可為今后的分析提供一定的參考。 關鍵詞：圓鋼管混凝土柱，有限元分析，極限承載力 1.前言 鋼管混凝土結構已在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應用，其基本力學性能的研究在國內(nèi)外均 取得了豐富的成果。在非線性數(shù)值分析方面，由于鋼管混凝土是一種組合材料，鋼管與混凝 土的組合作用，以及混凝土本身的本構關

在海洋平臺工程結構中,管道結構的疲勞壽命的研究相當多。海洋工程在受到海水的腐蝕和海浪的打擊下,疲勞問題非常的突出。中國海上平臺管節(jié)點研究委員會對疲勞問題做了很多的試驗和分析。同樣的,在公路交通中橋梁的疲勞問題也很突出,鋼管混凝土橋梁的基礎是解決鋼管桁架焊接節(jié)點疲勞的問題,本文進行疲勞試驗及有限無分析。

鋼管混凝土有限元分析進展——簡要總結了近年來國內(nèi)學者采用有限元法研究鋼管混凝土力學性能的部分成果，并指出隨著高強度、高性能材料的逐步應用，對鋼管混凝土結構力學性能的研究將繼續(xù)深入，而有限元法作為分析該結構的有效工具將得到更廣泛的使用。

為研究鋼管混凝土柱在側向沖擊荷載作用下的受力性能,通過對圓鋼管混凝土柱進行橫向落錘沖擊試驗,獲得柱在沖擊荷載作用下的破壞形態(tài)、整體變形和應變分布規(guī)律,分析了沖擊力和試件跨中撓度時程曲線的特征;并通過有限元分析,研究了鋼材和混凝土強度等參數(shù)對圓鋼管混凝土柱力學性能的影響。研究結果表明:在試驗參數(shù)范圍內(nèi),隨著沖擊能量的增加,試件沖擊力峰值、跨中撓度峰值、沖擊持續(xù)時間增加;含鋼率較大試件的沖擊力峰值和沖擊力平臺值較大,跨中撓度峰值較小、沖擊持續(xù)時間較短;鋼材屈服強度對試件抗沖擊性能的影響較大,而混凝土抗壓強度對試件抗沖擊性能的影響則相對較小。

以實際工程中的圓鋼管kk型搭接節(jié)點為基礎,利用ansys非線性有限元法建立分析模型并分析了該節(jié)點隱藏焊縫在焊與不焊2種不同焊接方式下的破壞模式,及搭接節(jié)點的支主管管徑比β、徑厚比γ、支主管厚度比τ等參數(shù)變化對節(jié)點極限承載力的影響.分析了在低周往復荷載作用下,搭接節(jié)點隱藏焊縫在焊與不焊2種不同焊接方式下的滯回性能,并給出了滯回曲線.搭接節(jié)點的ansys有限元分析結果表明,搭接節(jié)點的隱藏焊縫焊與不焊對節(jié)點最終破壞模式影響不大,對節(jié)點承載能力的影響也不是十分顯著,隱藏焊縫不焊接節(jié)點的滯回性能優(yōu)于隱藏焊縫焊接節(jié)點.為了使節(jié)點構造簡單并便于施工,建議實際工程中的隱藏焊縫可以不焊接,此結論在后續(xù)的實驗研究中還需要進一步的驗證,以拓展該節(jié)點的反問題研究.

文章介紹了圓鋼管輕集料混凝土受彎構件的有限元分析方法,在試驗研究的基礎上,采用有限元軟件ansys對試驗試件進行模擬計算,并且分析了含鋼率、鋼材屈服強度和輕集料混凝土強度等參數(shù)對構件彎矩-曲率關系曲線的影響。計算分析結果表明,計算所得極限荷載和彎矩-曲率關系曲線與試驗結果吻合較好;含鋼率是影響構件抗彎性能的主要因素;鋼材屈服強度對構件的抗彎剛度影響很小,但對其抗彎承載力影響明顯;輕集料混凝土強度對圓鋼管輕集料混凝土構件的抗彎承載力與抗彎剛度影響甚小。

基于5根圓銅管再生混凝土長柱試驗，選取了合理的本構關系，利用大型通用有限元軟件abaqus對圓鋼管再生混凝土長柱進行了靜力加栽，并對比分析了模擬結果與試驗結果。在此基礎上對圓鋼管再生混凝土長柱進行了參數(shù)分析，研究了長細比、取代率對圓鋼管再生混凝土長柱受力性能的影響。結果表明，構件的承栽力隨著長細比的提高而降低，隨著取代率的提高呈先提高后降低的趨勢。

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。

介紹了新型現(xiàn)場施工無焊接鋼筋混凝土梁-鋼管混凝土柱節(jié)點,并對其進行了抗震性能試驗研究,獲得了節(jié)點在柱頂?shù)椭芡鶑秃奢d下的滯回性能。試驗結果表明,該新型節(jié)點具有良好的延性以及耗能能力,可以滿足工程需要,可代替外環(huán)板式鋼筋焊接節(jié)點使用。同時,采用有限元分析方法,對試驗進行了模擬,與試驗獲得骨架曲線進行結果對比,吻合良好。此外,基于節(jié)點試驗模型改變了梁、柱以及牛腿等相關參數(shù),分析不同參數(shù)對節(jié)點骨架曲線的影響,得到了節(jié)點的破壞模式以及影響因素。

圓鋼管混凝土不等偏壓柱的有限元計算——在實際工程中，圓鋼管混凝土柱兩端有可能承受偏心距不同的壓力。利用有限元軟件abaqus建模對圓鋼管混凝土不等偏壓柱的荷載一變形關系全過程進行了計算，計算結果與大量試驗結果符合良好，這驗證了該方法模擬圓鋼管混凝土...

應用ansys有限元應力分析軟件,根據(jù)鋼制化工容器結構設計規(guī)定(hg20583-1998),分別建立了內(nèi)部施焊和外部施焊的內(nèi)伸入式接管與殼體間焊接接頭的模型,分析了焊接接頭處應力分布情況,并對焊接接頭處的應力進行了對比。結果表明,內(nèi)部施焊的整個焊縫x方向的應力平均值大于外部施焊焊縫;外部施焊的整個焊縫y方向應力水平略大于內(nèi)部施焊焊縫;內(nèi)部施焊焊縫等效應力的應力值小,但其高應力區(qū)域范圍較大。

鋼管混凝土框架試驗研究及有限元分析——本文進行了鋼管混凝土框架試驗，研究了節(jié)點核心區(qū)的剪切剛度和框架的整體側移；在ansys中建立框架的有限元模型，采用剛性單元模擬節(jié)點核心區(qū)，采用彈簧單元模擬梁柱連接柔性，將分析得到的水平荷載一側移曲線與實測結...

軸壓t形鋼管混凝土芯柱試驗與有限元分析——目的研究不同鋼管直徑對t形鋼管混凝土芯柱軸壓力學性能的影響，分析試件的破壞形態(tài)及鋼管、核心混凝土、外圍混凝土的應力分布破壞情況．方法對3個不同鋼管直徑的t形鋼管混凝土芯柱進行試驗研究，在選擇合理的材料本構...

主管內(nèi)填充混凝土的圓管桁架是一種新型結構,鑒于斷裂力學評估這種結構疲勞性能的需要,該文探討了圓鋼管混凝土t型焊接節(jié)點在支管軸拉力作用下的應力強度因子計算方法。首先,根據(jù)節(jié)點的熱點應力分布和疲勞裂紋試驗結果,提出了節(jié)點斷裂力學分析的半橢圓表面裂紋模型。其次,推導了主管、支管及混凝土等部分的參數(shù)變換公式,并通過ansys軟件中的apdl工具編制程序實現(xiàn)了有限元建模、裂紋前沿奇異單元構造;最后,采用位移外推法計算了應力強度因子。計算結果表明:該文有限元分析模型是可靠的,數(shù)值方法計算帶表面裂紋的鋼管混凝土節(jié)點的應力強度因子是可行的。

軸壓T形鋼管混凝土芯柱試驗與有限元分析

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加強環(huán)式鋼管混凝土節(jié)點在工程中通常被當作剛性節(jié)點。但實際上,完全的剛性連接是不存在的,該節(jié)點的梁柱連接剛度介于剛接與鉸接之間。為了獲得完整準確的節(jié)點連接剛度信息,主要運用有限元工具并加以試驗驗證,探求影響梁柱連接剛度的各要素以及這些要素對連接剛度的影響程度。首先,利用有限元分析軟件ansys建立加強環(huán)式鋼管混凝土節(jié)點的有限元模型,并以試驗驗證了模型的準確性;然后,在經(jīng)過試驗校核的有限元節(jié)點模型基礎上,作一系列改變節(jié)點域各個參數(shù)的分析,從而確定影響梁柱連接剛度的重要因素;最后,利用matlab將有限元數(shù)據(jù)擬合成描述該節(jié)點梁柱連接剛度通用的m—θ公式。

鋼管混凝土樁新型節(jié)點的有限元分析——介紹了新型鋼管混凝土柱節(jié)點環(huán)的有限元分析計算結果，并與試驗研究結果進行了比較結果表明所建計算模型適用于鋼管混凝土柱節(jié)點性能分析，且計算數(shù)據(jù)得到了實驗結果的支持從而從計算和實驗兩方面均得出新型鋼管混凝土節(jié)點滿...

介紹了脫空鋼管混凝土偏心受壓有限元建模方法,提出了偏心受壓脫空鋼管混凝土考慮脫空率影響的核心混凝土應力-應變關系,并利用ansys程序對不同脫空率和偏心率的脫空鋼管混凝土短柱進行非線性有限元計算。計算結果表明,脫空率和偏心率的增大明顯地削弱了鋼管對核心混凝土的套箍作用。最后,將計算結果與現(xiàn)有試驗研究成果進行對比分析,兩者的結果總體上吻合較好。

錐型變截面圓鋼管的彎壓扭有限元分析——桿端截面大中間小的錐型變截面桿件作為一種能夠承受軸力、彎矩、扭矩和剪力共同作用的構件,既符合桿端彎矩大中間小的受力特點,又減少了用鋼量,在新型空間結構中的使用日益增加,但這方面的研究尚為數(shù)不多。本文利用通用有...

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