钢箱型柱和H梁柱外传力节点有限元分析

全偏心钢结构梁-柱节点由于偏心而引起应力集中,其受力性能较为复杂。首先对偏心连接梁-柱钢结构节点的受力特征进行分析,证明偏心节点核心区存在明显的三维扭转效应,导致偏心钢节点核心区的剪力相对于非偏心节点存在增大效应。通过有限元分析,研究了节点主要构造参数对核心区剪力增大系数的影响规律。分析表明:核心区板件厚度、梁柱腹板厚度对核心区剪力增大系数的影响较为显著,梁柱翼缘厚度对剪力增大系数具有一定影响,梁高、梁宽和柱高,对剪力增大系数具有一定的影响。通过数值算例,得到了剪力增大系数计算式并进行了验证。提出了适用于全偏心钢节点核心区的剪力计算式,可供工程设计参考。

运用有限元软件,采用分离式有限元模型,选择实体、壳和杆单元分别模拟混凝土、钢骨和钢筋,建立了三个l型钢骨混凝土柱梁柱节点模型,并考虑材料、几何双重非线性,对三类典型的节点失效模式,即梁铰型、核心区剪切型以及混合型,进行了深入研究和分析,并总结失效模式特点,归纳相关影响参数。在此基础上,选择两类材料强度进行参数分析,得到材料强度对承载力、刚度等钢骨混凝土柱梁柱节点静力性能的影响。

对3种不同构造形式的钢结构梁柱刚性连接节点进行了弹塑性有限元分析,研究了节点焊接孔尺寸变化对节点应力分布、塑性区分布的影响。分析表明,焊接质量是防止节点发生脆性破坏的重要保证,减少焊接缺陷可以增加节点的延性和耗能能力。

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圆钢管混凝土梁柱节点有限元分析

加强环式钢管混凝土节点在工程中通常被当作刚性节点。但实际上,完全的刚性连接是不存在的,该节点的梁柱连接刚度介于刚接与铰接之间。为了获得完整准确的节点连接刚度信息,主要运用有限元工具并加以试验验证,探求影响梁柱连接刚度的各要素以及这些要素对连接刚度的影响程度。首先,利用有限元分析软件ansys建立加强环式钢管混凝土节点的有限元模型,并以试验验证了模型的准确性;然后,在经过试验校核的有限元节点模型基础上,作一系列改变节点域各个参数的分析,从而确定影响梁柱连接刚度的重要因素;最后,利用matlab将有限元数据拟合成描述该节点梁柱连接刚度通用的m—θ公式。

通过利用ansys对钢框架中箱形柱与h型钢梁刚性节点在不设置加劲板的情况下进行非线性有限元分析,研究梁柱节点的受力性能。根据有限元分析,确定出节点承载力的影响因素。

为研究工业用途的某特种钢结构的抗震性能,该文在3个特殊构造梁柱节点的循环加载试验研究的基础上,采用有限元软件abaqus中的c3d8r实体单元建立模型,对该特殊构造梁柱节点的滞回性能进行了模拟分析,模型考虑了材料非线性、几何非线性的影响。通过有限元分析与试验结果的比较,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,提取有限元模拟的局部分析结果,包括螺栓拉力的变化与节点组件的损伤指数,进一步为试验研究的最终破坏形态提供微观的力学解释。结果表明,试件i螺栓端板连接中梁翼缘两侧的螺栓拉力基本相同;试件i和试件ii中柱强轴方向连接构造的断裂最可能发生在连接界面处的梁下翼缘中心,试件ii和试件iii中柱弱轴方向连接构造的断裂最可能发生在柱翼缘端部的盖板。研究结果可为此类特殊构造梁柱节点的各个组件力学行为分析以及相关的设计方法提供一定的参考。

采用有限元软件ansys对高韧性水泥基材料新型梁柱节点进行一次单调加载情况下的非线性有限元模拟。得出节点核心区不同体积配箍率下的梁端荷载-位移曲线,有限元分析结果和低周反复荷载作用下的试验结果吻合良好,表明所建立的非线性有限元模型能够比较准确的预测高韧性水泥基材料新型梁柱节点的力学性能。

结合具体工程实例,采用通用有限元分析软件sap2000建立节点有限元实体分析模型,对给定荷载组合下窑尾塔架梁柱节点的受力性能进行了研究,结果表明整个节点处的应力均控制在设计范围内,该节点可以广泛的应用于窑尾钢塔架的设计中。

双重环筋加强式梁柱节点区非线性有限元分析——为了深入研究用双重环筋加强的节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱一梁节点的力学性能，采用tnodiana软件对其进行参数化非线性有限元分析，并与试验结果进行了对比研究。结果表明，当节点高度不太低时，非线性有限元...

单柱盖梁柱顶弯矩折减的三维有限元分析及工程应用——利用ansys的solide45单元建立实体单元模型，后处理中提出了实体单元弯矩提取的新方法：利用轨迹变量运算的方法提取了盖梁的弯矩。利用三维实体单元模型计算和珠海某桥盖梁柱顶的测量结果，通过实际结构折减...

针对钢框架结构中梁柱节点在震害中的脆断破坏,利用有限元计算程序ansys对梁柱腹板连接试件模型进行循环加载计算,通过对试件滞回特性、节点域应力分布详细研究后得出,节点域有较好的延性和耗能能力,并揭示了节点发生脆断的原因缘于焊缝处剪应力集中,为该种连接钢框架的设计及理论分析提供了依据.

针对适用于钢结构的短t型钢连接节点半刚性梁柱节点采用理论和试验相结合的方法进行了分析研究。采用目前国际上比较流行的大型通用有限元软件ansys,对t型钢的连接节点试件进行了三维非线性有限元分析,详细论述了t型钢梁柱连接的有限元分析方法,为工程中运用有限元软件分析提供了依据。

http://www.***.*** -1- 钢管混凝土柱-钢梁节点有限元分析 林明森 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉(430070) e-mail：lms1683@163.com 摘要：对规范推荐的钢管混凝土柱-钢梁节点进行力学性能研究，在试验的背景下，利用 有限元分析软件ansys9.0建模，在同时考虑几何非线性和材料非线性下进行有限元分析， 对比试验与有限元分析结果，比较模型分析截面尺寸、梁柱线刚度比、轴压比等因素对节点 刚度的影响。对模型的适用性进行评价，并对此节点的适用性及构造提出改进意见。 关键词：钢管混凝土，梁柱节点，有限元分析，节点力学性能 中图分类号：tu398+.9 0.引言 近年来，随着高层建筑的迅速发展，钢管混凝土结构在高层建筑中应用越来越广泛，钢 管混凝土结构组合形式即弥补钢材和混凝土各自的缺点，又

通过有限元软件ansys对设有双t加劲板连接件的方钢管混凝土柱—钢梁节点进行了空间非线性分析,研究节点区在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力机理,指出方钢管混凝土柱—钢梁节点具有优良的延性及耗能能力,且加劲板的设置有效地降低了节点区的应力集中。

钢筋混凝土柱-h型钢斜梁结构由混凝土和钢两种性能差异较大的材料构成,其受力性能相对复杂.针对大部分设计人员采用pkpm进行该结构设计的现状,笔者将ansys考虑大变形、非线性的计算结果引入.分析表明,因pkpm未考虑非线性等因素,故导致相同条件下水平推力和水平位移的计算结果存在较大偏差.

钢框架柱外传力式梁柱节点是一种新型节点形式,通过2组共4种模型的静力加载试验,分析增设传力板与未增设传力板的应力分布和应力发展规律,结果表明对节点增设传力板有利于应力的改善,避免梁根部应力发展导致梁柱连接焊缝过早发生脆性破坏,从而对节点起到很好的加固和保护效果,实现柱外传力,本研究可为今后节点的加固工程应用提供参考依据。

钢管混凝土柱劲性环梁节点的有限元分析——本文利用有限元对钢管混凝土柱劲性环梁节点进行了三维有限元分析，明确了该种节点的传力机理和内力分配，验证了节点受力性能的可靠性，得出对实际工程有一定价值的结论，对以后的设计具有一定的参考价值。

钢骨—钢管混凝土梁柱节点动力性能的ansys有限元分析——目的确定一种新型的梁柱节点—钢骨—钢管混凝土梁柱节点在低周反复荷载作用下的破坏形态和滞回曲线方法，采用有限元分析软件ansys为工作平台，基于非线性有限元分析理论，对该新型节点进行研究。结果构件...

根据实际工程需要,对某大厦屋顶托梁拔柱进行加固设计,同时通过静力试验以及ansys有限元软件对该设计方案中钢梁的应力、应变以及变形进行了对比分析。结果表明:钢梁在最不利荷载作用下仍能在弹性范围内工作,其作为框架结构的托换梁能安全地实现荷载的传递;有限元分析结果与试验结果吻合较好,因而通过有限元分析,能较好地模拟托梁拔柱的过程中钢梁的受力过程。

对箱型柱-h型钢梁常规节点进行了低周往复循环加载试验和基于椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型的数值模拟和断裂分析。结果显示:箱型柱对梁的强约束,使梁翼缘对接焊缝应力集中严重,裂纹起始于几何突变剧烈的对接焊缝侧边。箱型柱-h型钢梁常规节点呈脆性断裂,节点塑性转角达不到临时指南fema要求的0.03rad。以考虑焊接缺陷和焊接残余应力的结构钢椭球面断裂模型为判据,提出了梁翼缘扩大头和长槽孔箱型柱-h型钢梁节点构造,进行了低周往复循环加载试验和数值分析。结果表明:扩大头构造显著减缓了对接焊缝侧边的应力集中程度,长槽孔促使箱型柱-h型钢梁节点在梁削弱截面形成塑性铰。当对接焊缝扩大头和梁翼缘长槽孔构造参数适当时,箱型柱-h型钢梁节点的塑性转角可达到fema要求的0.03rad,承载力和常规节点相当。