螺栓球与钢管组配试件的超低周损伤性能试验研究

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空间网格结构的杆件及节点遭受灾难地震时易因材料损伤累积而发生超低周疲劳破坏.通过6组12个螺栓球节点的圆钢管试件在轴向循环荷载作用下的拟静力试验,研究了计及节点影响的钢管单元在两种加载制度下的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、截面类椭圆化的形成与发展等.试验表明:试件裂纹萌生于杆件中部凹陷区域,少次循环后因损伤累积发生超低周疲劳破坏;类椭圆化最严重的截面位于杆件中部,因类椭圆化发展有限,其耗能能力受限;随着节点抗弯刚度的增大,截面类椭圆化程度、累积损伤均增大,但导致开口断裂提前、总耗能减少.以试验数据为基础,建立了截面类椭圆化与损伤模型的相关公式,为震后螺栓球网格结构杆件承载力评估提供参考.
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传统节点形式下的竹管结构体系承载力弱、可靠性差,导致其只能应用于小型建筑.本文提出的新型竹管结构体系突破了常规杆系结构的拓扑关系,采用先以竹管首尾相接组装成竹管三角形,再将各相邻竹管三角形以平行连接的方式形成原竹多管束空间网壳结构,并可在每个竹管三角形的平面外再平行连接对应的竹管三角形形成叠层竹管三角形以增强结构的刚度.此外,新型结构体系简化了节点构造,方便了施工装配,并且可原位替换劣化竹管,从而具有延长结构使用寿命的作用.提出的通用化的双管卡连接件具有角部连接和平行连接的双重功能,并能消除竹管外径差异对
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提出两种新型的装配式高强钢筋混凝土节点连接形式,通过对装配式高强钢筋混凝土框架中节点的拟静力试验研究,对比分析装配式高强钢筋混凝土框架梁柱中节点的开裂破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标.研究结果表明:装配式高强钢筋混凝土节点具有较好的抗震能力.装配式高强钢筋混凝土框架节点的极限荷载和耗能能力高于整体现浇混凝土节点,综合抗震性能优于整体现浇混凝土节点;钢纤维的加入可以有效减小核心区裂缝宽度,改善核心区破坏形态.
以某大跨度干煤棚预应力管桁架结构工程为例,通过有限元软件Midas/Gen对“分段吊装、分块提升、分级张拉”的施工过程进行全过程仿真分析,获取每个施工步中结构的变形、应力和索力,并与现场实际监测结果以及一次加载成型的结果进行比较分析.同时,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对关键张拉节点进行有限元分析,保证张拉节点的安全合理.结果 表明,施工过程仿真分析结果与实际监测结果更加接近,结构最终成型后与设计目标存在一定差异,但均在可接受范围内,进一步论证了施工仿真计算的必要性,并为同类工程提供借鉴.
北京清河站紧靠地铁线和高速公路,施工环境差、难度大,为确保安全,采用分块施工的方式,其中A区主站房共分17个施工工况.根据有限元分析结果给出了各施工工况下结构体系的应力和位移值,对临时支撑卸载过程中屋面的变形监测结果进行了分析.对满载状态下,吊车臂杆平行和垂直于临时栈桥两种工况下路基箱的受力进行了探讨,为室内临时栈桥的安全承载提供理论支撑.最后分析了主站房高大A形柱不对称组合支撑的节点设计及受力体系,确保A形柱的顺利施工.
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为了研究非对称荷载作用下K6型单层球面网壳结构的动力失稳机理,采用数值模拟和试验方法,依据结构峰值加速度和节点最大位移曲线将失稳过程分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和失稳阶段,定义了两个关键点:临界点和失稳点.研究表明,K6型网壳结构峰值加速度-节点最大位移曲线能够很好地描述结构整体的动力失稳过程,提出用临界点作为判定结构动力失稳的依据更为保守,增大结构刚度能明显提高网壳结构的稳定性;网壳结构危险点的分布位置受荷载的作用形式、荷载的大小以及输入地震波的频谱特性等因素影响,结构在线性阶段危险点点位是相对确
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