加強型空間方矩鋼管相貫節(jié)點靜力性能研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，對體育類建筑，會展類建筑等設施的需求量與日俱增。空心管結(jié)構(gòu)因其造型美觀，且管截面構(gòu)件受力性能好而被廣泛應用于這些結(jié)構(gòu)中?？招墓芙Y(jié)構(gòu)連接設計一直是管結(jié)構(gòu)設計中的一個棘手問題，受到各國越來越多科研人員的重視。
　　 本文背景工程就采用了空間正交鋼管桁架結(jié)構(gòu)，截面形式為方形和矩形焊接空心截面，節(jié)點形式為支管端部擴大的加強型空間節(jié)點，桁架與鋼管混凝土柱的連接節(jié)點也可以認為是主桿內(nèi)填充混凝土的加強型空間節(jié)點。目前我

2、國規(guī)范沒有關(guān)于此類空間桁架節(jié)點的強度計算公式。為了保證工程的安全，對工程兩個典型節(jié)點進行了試驗研究，其中節(jié)點一為足尺模型，節(jié)點二為1:2縮尺模型。試驗結(jié)果表明，兩個節(jié)點的強度滿足要求，節(jié)點是安全的，兩個節(jié)點均未發(fā)生明顯的破壞現(xiàn)象，節(jié)點焊縫未見破壞，兩個節(jié)點均具有一定的安全儲備。采用 ABAQUS對試驗節(jié)點進行有限無分析也表明，節(jié)點可以滿足工程要求，兩個節(jié)點承載力分別達到167.5％和297％設計荷載。
　　 在背景工程空間節(jié)點試

3、驗研究和有限元分析的基礎上，探討了節(jié)點有限元分析時材料本構(gòu)模型、位移邊界條件、桿件長度系數(shù)α和鋼材極限應力的選取，提出了合理的節(jié)點有限元分析模型。
　　 本文采用有限元方法對空間加強D-KT型相貫節(jié)點進行了深入的研究，加強方式包括支桿端部擴大和水平桿內(nèi)填充混凝土。為了研究空間D-KT型節(jié)點的空間效應，本文也對以上兩種加強型的平面KT型節(jié)點進行了研究。研究表明，支桿端部擴大可以有效提高節(jié)點受拉支桿的極限強度，并推遲節(jié)點進入塑性發(fā)展

4、階段：主桿（水平桿）內(nèi)灌混凝上可以有效提高節(jié)點受壓支桿極限承載力。空間D-KT型節(jié)點的應力分布與平面KT型節(jié)點的不盡相同，但節(jié)點承載力相近。荷載效應對節(jié)點應力分布有影響，但對承載力的影響很小。
　　 前人研究表明，支主桿寬度比β、主桿或水平桿寬度與壁厚比2γ是影響節(jié)點強度的主要因素。對于支桿端部擴大的加強型節(jié)點，支桿端部擴大系數(shù)η可能也是影響節(jié)點強度的一個重要因素。因此，本文對平面KT型節(jié)點和空間D-KT型節(jié)點進行關(guān)于以上三個影

5、響因素的參數(shù)化分析。研究表明，當β＜1.0時，隨著β值的增大，節(jié)點強度提高：γ值越小，節(jié)點強度越高，η值越大，節(jié)點強度也越高。在節(jié)點參數(shù)化分析的基礎上，本文提出了平面KT型和空間D-KT型節(jié)點以及相應支桿端部擴大的加強型節(jié)點的承載力計算公式。
　　 不同的節(jié)點類型對桁架整體結(jié)構(gòu)的靜力性能將產(chǎn)生一定的影響。另外，不同的計算模型也會對結(jié)構(gòu)計算結(jié)果產(chǎn)生影響。為此，本文進行了不同節(jié)點類型和計算模型下結(jié)構(gòu)靜力性能的對比分析，其中包括了3類