碗式半剛性節(jié)點性能及單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性研究.pdf

1、碗式節(jié)點(Socket joint)由螺栓裝配而成，屬于一種典型的半剛性節(jié)點。以往設(shè)計中偏于安全考慮，通常將這類半剛性節(jié)點作為鉸接節(jié)點來處理，認為其不具有抗彎承載能力，故不能應(yīng)用于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中。實際上這類節(jié)點具有一定的抗彎剛度，且施工簡便，外形美觀，具有很好的工程應(yīng)用價值。針對碗式節(jié)點性能及其單層網(wǎng)殼的穩(wěn)定性開展深入的研究，對于將其應(yīng)用到單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中具有重要的理論意義與實用價值。
　　本文通過碗式節(jié)點在純彎作用下的試驗研究和利

2、用ANSYS軟件開展的數(shù)值模擬分析，得到了碗式節(jié)點的彎矩－轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線，分析結(jié)果顯示，兩種分析方法所得的彎矩－轉(zhuǎn)角曲線吻合較好，表明本文所提出的數(shù)值模擬方法是模擬碗式節(jié)點純彎作用下受力性能的一種可靠有效的方法，從而為碗式節(jié)點及其它半剛性節(jié)點結(jié)構(gòu)的設(shè)計與應(yīng)用提供了分析思路和技術(shù)支持。在空間結(jié)構(gòu)中，碗式節(jié)點往往在不同比例的軸力和彎矩共同作用下工作。對半剛性節(jié)點而言，軸力和彎矩的相互影響是一個復雜的問題，至今尚無法用數(shù)學模型進行解釋，因此有必

3、要進行軸力和彎矩共同作用下節(jié)點的試驗研究。本文針對碗式節(jié)點在不同比例的軸力和彎矩共同作用下展開了試驗研究，獲得節(jié)點的彎矩－轉(zhuǎn)角曲線。與純彎作用相比，壓彎作用下碗式節(jié)點受力性能更好，而且軸力越大，則節(jié)點剛度越大，節(jié)點承載力越高。在此基礎(chǔ)上，將獲得的碗式節(jié)點的彎曲剛度引入到整體單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模型中，對K8型單層球面網(wǎng)殼開展了彈塑性全過程分析，系統(tǒng)考察了網(wǎng)殼的極限荷載和失穩(wěn)模態(tài)等特征響應(yīng)，并總結(jié)了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的跨度、矢跨比、節(jié)點彎曲剛度、桿件類型和