国家自然科学基金(51378380)
- 作品数：12 被引量：193H指数：7
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- 圆钢管相贯节点平面内受弯的焊缝计算被引量：1
- 2014年
- 圆钢管相贯节点平面内受弯时,焊缝的惯性矩是焊缝强度计算的重要几何参量,因此主要对焊缝的空间几何特性如有效截面积及有效截面的惯性矩进行分析。数值分析考虑主管与支管管壁沿相贯线的全周二面角的变化,在有效截面理论的基础上得到焊缝的几何特性。结合有限元分析,最终建立圆钢管相贯节点焊缝有效截面惯性矩的表达方法,提出焊缝平面内受弯的强度计算公式。计算公式与有限元结果的对比表明,基于焊缝几何特性的计算方法可以基本保证焊缝抗弯强度计算的安全性。
- 王伟王伟
- 关键词：钢管节点焊缝惯性矩
- 基于微观机制的钢结构节点延性断裂预测与裂后路径分析被引量：71
- 2014年
- 基于微观机制的钢材断裂判据可用于预测大尺度屈服和无宏观构造缺陷情况下的延性裂纹开展。该文对10个钢管柱-梁翼缘直接焊接节点试件在单调荷载作用下的试验进行了高精度有限元分析,采用经过国产Q345钢材校准的微观断裂判据应力修正临界应变模型(SMCS)和空穴扩张模型(VGM)对各试件进行了断裂预测,与试验结果相比具有较高的精度,验证了微观断裂判据用于预测节点在单调荷载作用下延性断裂的适用性。采用自编的ABAQUS软件VUMAT子程序,分别以SMCS和VGM模型为断裂判据,将失效的单元逐个删除,对2个在不同位置发生断裂的钢管柱-梁翼缘直接焊接节点试件进行了裂后路径跟踪分析,预测结果与试验吻合较好。该微观断裂判据及其模拟技术对于今后进行钢结构在极端荷载作用下的倒塌分析具有参考价值。
- 王伟王伟廖芳芳
- 关键词：钢结构
- 钢管结构——新需求驱动的形式拓展和性能提升被引量：30
- 2019年
- 基于近10年来钢管结构的研究文献和工程应用状况,从构件、节点和结构3个方面综述了管结构主要的理论发展和技术成果。新材料应用、截面形式拓展、构件受力方式改变和计算精准化,推动了钢管构件受力性能和设计方法研究的深入,也推动了其他金属管和组合结构管的研究。为适应建筑表现、结构受力以及制造和施工工艺的需求,管节点构造形式丰富,同时,钢管材料的变化和独立的节点元件如铸钢节点的产生,需要持续进行不同类型节点的基本静力性能研究;而对节点变形性能、滞回性能、疲劳性能、抗断裂性能的更加精细化研究,成为节点研究的焦点。钢管结构体系虽然具有杆系结构的共性,但当其应用于装配化结构场合时,适应闭口截面特征的高效连接方式是需要重点研究的课题。
- 陈以一王伟王伟
- 关键词：钢管金属管
- 正交X形圆钢管相贯节点焊缝断裂的试验与机理分析被引量：10
- 2018年
- 圆钢管相贯节点焊缝处应力分布难以避免不均匀性,而现行设计规范计算圆钢管相贯节点焊缝强度时未考虑这种不均匀性的影响。通过设计6个X形圆钢管相贯节点试件的支管受拉试验,研究了节点的破坏形态,分析了应力分布的不均匀性对节点焊缝强度的影响。试验结果表明：所设计的相贯节点实现了预期的焊缝断裂破坏模式;焊缝的断裂通常始于鞍点位置;节点应力分布的不均匀性对焊缝强度的影响很大;主管管壁刚度的大小对应力分布的均匀性起着关键作用,当节点外形尺寸保持一致时,主管管壁刚度越小,节点应力分布的不均匀程度越大,焊缝的强度越低;试验中主管管壁刚度最小的节点,其平均焊缝强度尚未达到刚性节点的40.3%;现行设计规范中未考虑圆钢管相贯节点应力分布不均匀性影响的计算方法会导致计算结果偏于不安全。
- 马昕煦王伟陈以一
- 关键词：钢管结构焊缝静力试验
- 考虑罗德角参数的钢材薄板延性断裂标定方法被引量：7
- 2019年
- 在钢结构中钢梁腹板的断裂表现出很强的剪切断裂特征,因此在预测其断裂行为时除了考虑应力三轴度以外,还应考虑与剪切状态有关的罗德角参数的影响。该文提出了一种适用于钢材薄板延性断裂预测的标定方法。共设计了5组试件,分别为平板试件、开孔平板、开槽平板、90°剪切平板和45°剪切平板。利用平板试件和停机平板试件单向拉伸试验,结合有限元反演得到钢材的全过程真实应力-应变曲线。然后将其代入各试件有限元模型进行计算,标定出各试件对应的等效断裂应变、平均应力三轴度和平均罗德角参数。最后利用Matlab优化工具箱对断裂模型进行优化拟合,确定模型中的各项待定参数。
- 王俊杰王伟
- 关键词：钢结构延性断裂
- 隔板贯通式全螺栓节点抗连续性倒塌性能数值模拟分析被引量：16
- 2015年
- 对不同构造的矩形钢管柱-H形钢梁隔板贯通式全螺栓连接节点进行数值模拟分析,考察窄盖板、较宽梯形盖板及较宽梯形盖板、梁下翼缘局部增大三种连接节点在连续性倒塌工况下的受力机理及破坏模式。结果表明,通过增大盖板尺寸,使初始断裂破坏位置外移至弯矩较小的外排螺栓处,可提高节点的承载能力。同时增大连接区域梁下翼缘宽度、盖板宽度,可使梁下翼缘连接处螺栓孔优先发生孔壁承压型破坏,延缓板件开裂,利于悬链线作用发展,大幅提高节点的承载能力。
- 秦希王伟
- 关键词：隔板贯通式节点螺栓连接
- 往复荷载下钢结构节点的超低周疲劳断裂预测被引量：40
- 2014年
- 进行了一个方钢管柱与H形钢梁直接焊接节点试件在往复荷载作用下的试验和有限元分析,采用已校准的微观断裂判据退化有效塑性应变模型(DSPS)和循环空穴扩张模型(CVGM)对其进行了超低周疲劳断裂预测,并对两个栓焊混接边柱节点试件进行了预测.预测结果与试验结果相比有较高的精确度.随后进行了损伤退化参数对断裂预测结果的敏感性分析,得出其取值对预测结果不敏感.因此,微观断裂判据对钢结构节点的超低周疲劳断裂预测有较好的适用性.
- 廖芳芳王伟陈以一
- 关键词：钢结构往复荷载
- 内隔板式与隔板贯通式方钢管混凝土柱-H形钢梁节点抗连续倒塌性能对比被引量：7
- 2017年
- 以2种方钢管混凝土柱-H形钢梁栓焊连接刚性节点为研究对象,通过静力试验和数值模拟考察梁柱节点在结构连续性倒塌条件下的受力性能,并对比内隔板与贯通式隔板两种柱横向加劲板形式对节点子结构抗力机制发展以及承载能力的影响。结果显示,节点初始破坏均位于梁下翼缘的连接截面。节点子结构在加载前期主要通过弯曲机制提供竖向抗力,在加载后期逐渐转变为依靠悬链机制抵抗上部荷载。相比于内隔板构造,贯通式隔板构造使梁下翼缘更容易产生断裂,梁下翼缘断裂所对应节点子结构变形大小主要对弯曲机制的发展产生影响,进而影响到节点子结构所能承担的最大动荷载。
- 王伟王伟王俊杰
- 关键词：静力试验
- X形方圆汇交钢管节点的焊缝轴拉性能试验研究与承载力计算被引量：5
- 2015年
- 为了研究X形方圆交汇钢管节点(主管为方形截面钢管、支管为圆形截面钢管)的焊缝轴拉承载力,对5个非刚性连接和3个刚性连接试件进行静力加载试验。采用硅橡胶印模技术对焊缝几何特性进行精细化测量,考察焊缝全周的应变分布、破坏模式和承载力。试验结果表明:刚性连接试件在轴拉荷载作用下的焊缝全周应变分布均匀,而非刚性连接试件的焊缝全周应变分布则呈现明显的不均匀性;非刚性连接的焊缝承载力相对于刚性连接的焊缝承载力有较大程度的降低,主要原因是焊缝应力的不均匀分布以及热影响区材料的脆性破坏无法与非刚性连接主管管壁的塑性变形协调,从而先于熔敷金属发生断裂。采用有限元分析方法对焊缝的受力性能进行分析,得到不同节点参数下的焊缝有效长度,通过试验和有限元参数分析,提出了基于焊缝有效长度,且满足规范可靠度要求的非刚性连接焊缝轴拉承载力计算式。
- 王伟王伟
- 关键词：钢管节点焊缝连接静力试验
- 钢结构高效螺栓连接关键技术研究进展被引量：14
- 2020年
- 针对大量使用的钢结构闭口截面构件难以全螺栓连接、风电等大直径高耸钢管结构在风致动载作用下拼接接头抗疲劳能力不足、承受动载的大型钢结构基础预应力抗拔锚栓缺乏设计与施工成套技术等3大问题,通过概念设计、理论分析、试验研究、数值模拟、产品研制、装备开发等手段,研制了单向(边)高强螺栓紧固件、反向平衡法兰连接技术和螺栓预拉力直接张拉法设备、可更换预应力锚栓和大型锚栓施工定位装置,开发了锚栓预应力直接张拉安装技术,提出了梁柱全螺栓连接半刚性钢框架设计方法、拼接节点的等效抗弯承载力设计方法以及防止基础动力疲劳开裂的设计方法,取得了一系列钢结构高效螺栓连接关键技术的研究成果,并在工程中得到了检验和推广应用。
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