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福州電纜橋架節(jié)點受力性能的影響冷彎型鋼是指鋼片、鋼板或扁鋼由輥壓、沖壓、彎折而成的各種截面形式的型鋼。福州電纜橋架通過改變其截面形狀,用相對較少材料承受較大的外荷載,故被稱之為高效截面型鋼。應(yīng)用冷彎型鋼尤其是冷彎薄壁型鋼來做承重結(jié)構(gòu)經(jīng)濟效益十分顯著,其中冷彎型鋼墊板式組合體系應(yīng)用較為廣泛,其梁、柱一般采用雙拼C型鋼組成的H型截面,其節(jié)點采用在截面腹板處用高強螺栓與內(nèi)插熱軋型鋼節(jié)點板相連,節(jié)點的每一個構(gòu)件只用4個高強螺栓連接。 由于福州電纜橋架梁柱節(jié)點是鋼結(jié)構(gòu)傳力途徑中的核心部位,其連接性能直接影響整個結(jié)構(gòu)的整體行為。通過試驗發(fā)現(xiàn),這種半剛性連接能較好地傳遞相鄰構(gòu)件之問的彎矩,且施工技術(shù)簡單而被廣泛應(yīng)用。但我國規(guī)范中只給出了單個螺栓的連接性能和計算公式,并沒有給出節(jié)點受力性能的計算方法。文中通過有限元程序模擬節(jié)點的連接形式,分析各種因素對節(jié)點受力的影響程度,為工程設(shè)計提供依據(jù)。 福州電纜橋架有限元的高度通用性與實用性以及計算機應(yīng)用的普及與發(fā)展,自20世紀60年代中期以來,有限元軟件開發(fā)的速度、數(shù)量和規(guī)模是十分驚人的,各種通用和專用的有限元商業(yè)軟件數(shù)以千計,相比之下,ANSYS是目前使用最為廣泛、功能較為完整和比較成熟的大型商業(yè)有限元分析軟件。ANSYS大型軟件的優(yōu)點在于:具有很高的可靠性、方便完善的前后處理功能、較為完善成熟的計算功能及強大的單元庫、較強的非線性分析功能。 所有的模擬試件在到達最大載荷時都產(chǎn)生了螺栓滑移,說明每個構(gòu)件僅靠4個螺栓連接的抗彎節(jié)點要實現(xiàn)高強螺栓的摩擦型連接是不現(xiàn)實的。所以建議對于冷彎型鋼抗彎節(jié)點應(yīng)該按照高強螺栓承壓型連接設(shè)計。在保證一定的前提下,也要避免過大,防止出現(xiàn)浪費。由于懸臂梁長度很短,且沒有考慮初始偏心和初始缺陷,故沒有出現(xiàn)墊板側(cè)向扭曲失穩(wěn),由于C型鋼和節(jié)點板厚取值范圍也非極端,其孔壁都有一定的擠壓承載力,也沒有出現(xiàn)孔壁承壓破壞。試件出現(xiàn)了節(jié)點板屈服,在設(shè)計時應(yīng)該避免發(fā)生,方法是增加節(jié)點板厚度,同時增加節(jié)點板厚度也是防止側(cè)向扭曲失穩(wěn)的有效措施。 通過數(shù)理統(tǒng)計的方法可求出各指標下的極差,某列的極差最大,表示該列的數(shù)值在試驗范圍內(nèi)變化時,使試驗指標數(shù)值的變化最大。可以看出,福州電纜橋架螺栓直徑和螺栓間距對滑移載荷Pslip影響最大;而最大載荷Pmax由C型鋼屈服強度、厚度和截面高度決定。如果C型鋼截面材料確定,螺栓直徑對節(jié)點受力性能影響最大,節(jié)點板厚對節(jié)點的初始剛度影響最大。 |