【摘要】：本文在參考大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,以工程中采用的24m跨鋼桁架為對(duì)象,對(duì)典型上弦節(jié)點(diǎn)—圓腹桿-H型鋼弦桿KY型相貫節(jié)點(diǎn)的受力性能和影響因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究和有限元分析。主要內(nèi)容如下:(1)相貫節(jié)點(diǎn)足尺試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)反力框加載裝置,采用液壓千斤頂加載,對(duì)典型相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了足尺試驗(yàn)研究和分析。結(jié)果表明:當(dāng)相貫節(jié)點(diǎn)達(dá)到極限狀態(tài)時(shí),節(jié)點(diǎn)受拉力最大腹桿處焊縫撕裂和弦桿上翼緣局部塑性破壞,極限承載力為612.9kN。各腹桿與相貫節(jié)點(diǎn)相連處受力復(fù)雜,形成應(yīng)力集中現(xiàn)象,部分區(qū)域在荷載不大時(shí)已進(jìn)入塑性狀態(tài)。(2)有限元建模方法及驗(yàn)證本文利用ABAQUS有限元軟件,提出相貫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)試件的單元類(lèi)型、網(wǎng)格尺寸、邊界條件、加載方式,建立了節(jié)點(diǎn)合理的有限元模型,并給出了極限承載力判斷準(zhǔn)則。計(jì)算結(jié)果表明:相貫節(jié)點(diǎn)的極限承載力與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差僅5%左右。有限元分析的破壞模式和受力性能與試驗(yàn)所測(cè)結(jié)果一致。證明本文所提有限元建模方法是正確和合理的。(3)相貫節(jié)點(diǎn)受力性能影響因素分析在考慮了內(nèi)隱藏焊縫、加勁板及幾何參數(shù)等三種影響因素的前提下,對(duì)相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明:內(nèi)隱藏焊縫焊接對(duì)相貫節(jié)點(diǎn)的破壞模式、剛度和應(yīng)力分布規(guī)律幾乎沒(méi)有影響,但卻提高了節(jié)點(diǎn)的極限承載力。H型鋼弦桿加勁板的設(shè)置不改變相貫節(jié)點(diǎn)的破壞模式,但兩端橫向加勁板的設(shè)置卻提高了節(jié)點(diǎn)的極限承載力和剛度。相貫節(jié)點(diǎn)的破壞模式受幾何參數(shù)的影響較大。β_1、τ_1兩個(gè)參數(shù)的增加可使節(jié)點(diǎn)的剛度、極限承載力均得到提高。(4)相貫節(jié)點(diǎn)滯回性能及影響因素分析本文采用有限元方法得到了節(jié)點(diǎn)的滯回曲線(xiàn)、骨架曲線(xiàn)和極限承載力等,并分析了內(nèi)隱藏焊縫、加勁板以及幾何參數(shù)分別對(duì)節(jié)點(diǎn)滯回性能的影響。結(jié)果表明:相貫節(jié)點(diǎn)在低周往復(fù)荷載作用下,破壞模式與靜力荷載作用下的一致。與無(wú)焊接相比,內(nèi)隱藏焊縫焊接相貫節(jié)點(diǎn)的耗能能力、極限承載力和割線(xiàn)剛度均得到提高。弦桿加勁板的設(shè)置降低了節(jié)點(diǎn)的耗能能力,但提高了節(jié)點(diǎn)極限承載力、割線(xiàn)剛度和變形能力。幾何參數(shù)β_1、τ_1和γ的改變均對(duì)節(jié)點(diǎn)的耗能能力和極限承載力有不同程度的影響。本文的研究成果可為圓腹桿-H型鋼弦桿相貫節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步研究提供幫助,也為未來(lái)工程應(yīng)用及相關(guān)規(guī)范的編制提供參考。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU391
【圖文】：

節(jié)點(diǎn)的受力性能受桿件材料及其它因素的影響較大，即節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)獨(dú)立性較低。隨著多為數(shù)控切割技術(shù)的逐漸成熟，相貫節(jié)點(diǎn)得到了很好的發(fā)展，解決了相貫節(jié)點(diǎn)切割困難的難題[1][2]。本文以圓腹桿-H 型鋼弦桿 KY 型搭接相貫節(jié)點(diǎn)為對(duì)象，通過(guò)足尺試驗(yàn)和有限元分析研究其受力性能、極限承載力及破壞模式，以期對(duì)工程應(yīng)用和進(jìn)一步研究提供參考。1.2 鋼管結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點(diǎn)1.2.1 相貫節(jié)點(diǎn)分類(lèi)若腹桿間相互重疊則稱(chēng)為搭接節(jié)點(diǎn)，若腹桿間無(wú)重疊部分則稱(chēng)為間隙節(jié)點(diǎn)，如圖 1-1。它們的受力有明顯的區(qū)別，搭接節(jié)點(diǎn)的受力受腹桿搭接順序的影響。對(duì)于搭接節(jié)點(diǎn)，其腹桿內(nèi)部隱藏的焊縫往往存在不焊接的情況，因此這類(lèi)節(jié)點(diǎn)又可分為內(nèi)部隱藏焊縫焊接和不焊接兩種搭接節(jié)點(diǎn)[3]。

鋼節(jié)點(diǎn)或方管-H 型鋼節(jié)點(diǎn)。按外型劃分，常見(jiàn)的平面節(jié)點(diǎn)分成：T 型（Y 型）、X 型、K 型（N 型）、KT型（KY 型）等等，如圖 1-2。常見(jiàn)的空間節(jié)點(diǎn)分成：TT 型、XX 型、KK 型、KKT 型、KT 型、KX 型等等，如圖 1-3。（a）T 型（Y 型） （b）X 型

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本文編號(hào)：2730080