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电缆桥架节点受力性能的影响

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电缆桥架节点受力性能的影响

2019-10-14

冷弯型钢是指钢片、钢板或扁钢由辊压、冲压、弯折而成的各种截面形式的型钢。通过改变其截面形状,用相对较少材料承受较大的外荷载,故被称之为高效截面型钢。应用冷弯型钢尤其是冷弯薄壁型钢来做承重结构经济效益十分显著,其中冷弯型钢垫板式组合体系应用较为广泛,其梁、柱一般采用双拼C型钢组成的H型截面,其节点采用在截面腹板处用高强螺栓与内插热轧型钢节点板相连,节点的每一个构件只用4个高强螺栓连接。

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遵义电缆桥架由于梁柱节点是钢结构传力途径中的核心部位,其连接性能直接影响整个结构的整体行为。通过试验发现,这种半刚性连接能较好地传递相邻构件之问的弯矩,且施工技术简单而被广泛应用。但我国规范中只给出了单个螺栓的连接性能和计算公式,并没有给出节点受力性能的计算方法。文中通过有限元程序模拟节点的连接形式,分析各种因素对节点受力的影响程度,为工程设计提供依据。


有限元的高度通用性与实用性以及计算机应用的普及与发展,自20世纪60年代中期以来,有限元软件开发的速度、数量和规模是十分惊人的,各种通用和专用的有限元商业软件数以千计,相比之下,ANSYS是目前使用最为广泛、功能较为完整和比较成熟的大型商业有限元分析软件。ANSYS大型软件的优点在于:具有很高的可靠性、方便完善的前后处理功能、较为完善成熟的计算功能及强大的单元库、较强的非线性分析功能。


所有的模拟试件在到达载荷时都产生了螺栓滑移,说明每个构件仅靠4个螺栓连接的抗弯节点要实现高强螺栓的摩擦型连接是不现实的。所以建议对于冷弯型钢抗弯节点应该按照高强螺栓承压型连接设计。在保证一定的前提下,也要避免过大,防止出现浪费。由于悬臂梁长度很短,且没有考虑初始偏心和初始缺陷,故没有出现垫板侧向扭曲失稳,由于C型钢和节点板厚取值范围也非极端,其孔壁都有一定的挤压承载力,也没有出现孔壁承压破坏。试件出现了节点板屈服,在设计时应该避免发生,方法是增加节点板厚度,同时增加节点板厚度也是防止侧向扭曲失稳的有效措施。


通过数理统计的方法可求出各指标下的极差,某列的极差较大,表示该列的数值在试验范围内变化时,使试验指标数值的变化较大。可以看出,螺栓直径和螺栓间距对滑移载荷Pslip影响很大;而较大载荷Pmax由C型钢屈服强度、厚度和截面高度决定。如果C型钢截面材料确定,螺栓直径对节点受力性能影响很大,节点板厚对节点的初始刚度影响较大。


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