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      详细内容

      福州電纜橋架節點受力性能的影響

      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。應用冷彎型鋼尤其是冷彎薄壁型鋼來做承重結構經濟效益十分顯著,其中冷彎型鋼墊板式組合體系應用較為廣泛,其梁、柱一般采用雙拼C型鋼組成的H型截面,其節點采用在截面腹板處用高強螺栓與內插熱軋型鋼節點板相連,節點的每一個構件只用4個高強螺栓連接。

      由于福州電纜橋架梁柱節點是鋼結構傳力途徑中的核心部位,其連接性能直接影響整個結構的整體行為。通過試驗發現,這種半剛性連接能較好地傳遞相鄰構件之問的彎矩,且施工技術簡單而被廣泛應用。但我國規范中只給出了單個螺栓的連接性能和計算公式,并沒有給出節點受力性能的計算方法。文中通過有限元程序模擬節點的連接形式,分析各種因素對節點受力的影響程度,為工程設計提供依據。

      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用的普及與發展,自20世紀60年代中期以來,有限元軟件開發的速度、數量和規模是十分驚人的,各種通用和專用的有限元商業軟件數以千計,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有限元分析軟件。ANSYS大型軟件的優點在于: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生了螺栓滑移,說明每個構件僅靠4個螺栓連接的抗彎節點要實現高強螺栓的摩擦型連接是不現實的。所以建議對于冷彎型鋼抗彎節點應該按照高強螺栓承壓型連接設計。在保證一定的前提下,也要避免過大,防止出現浪費。由于懸臂梁長度很短,且沒有考慮初始偏心和初始缺陷,故沒有出現墊板側向扭曲失穩,由于C型鋼和節點板厚取值范圍也非極端,其孔壁都有一定的擠壓承載力,也沒有出現孔壁承壓破壞。試件出現了節點板屈服,在設計時應該避免發生,方法是增加節點板厚度,同時增加節點板厚度也是防止側向扭曲失穩的有效措施。

      通過數理統計的方法可求出各指標下的極差,某列的極差最大,表示該列的數值在試驗范圍內變化時,使試驗指標數值的變化最大?梢钥闯,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,螺栓直徑對節點受力性能影響最大,節點板厚對節點的初始剛度影響最大。


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