方管法兰连接的研究在国内几乎是空白,国内外的相关资料中也没有给出成熟的设计方法.在由屈服线理论推导得到的理论公式基础上,利用通用有限元软件ANSYS,分别对无加劲和有加劲方钢管法兰连接的承载性能进行了有限元分析,验证了理论公式的正确性与准确性.利用有限元计算结果,分析了螺栓个数n,法兰板厚度t以及螺栓边距参数η等参数对节点破坏形态和承载力的影响.提出如下设计建议:螺栓布置越接近钢管壁越好;提高无加劲和有加劲方钢管法兰连接节点承载力的最有效途径分别是增加螺栓个数和增加法兰板厚度;在无加劲法兰连接能满足承载力要求的条件下,应尽量避免采用有加劲法兰连接.
以法兰板形状(圆板、环板)、法兰板厚度、螺栓至管壁距离、螺栓个数及强度等级、螺栓有无预拉力等为参数,针对圆钢管有、无加劲肋法兰连接,共进行了13个法兰连接节点轴向拉伸试验,得到了节点破坏形式及承载力。研究表明:法兰连接节点承载力与法兰板厚度、螺栓边距、螺栓个数及强度等级、法兰板形状等有关,预拉力对节点承载力影响较小。
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