本文關(guān)鍵詞：空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)新型支座節(jié)點的理論及試驗研究

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【摘要】：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種空間輕量結(jié)構(gòu)體系,近半個世紀以來在國內(nèi)外得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用,這種結(jié)構(gòu)不僅受力合理、整體剛度大、穩(wěn)定性好,而且工業(yè)化程度高、施工工期短,可以提供優(yōu)美的建筑形式。各種體育競技場館、會展中心、飛機場、火車站、加油站、工業(yè)廠房等大跨度建筑,都普遍采用了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件中,節(jié)點無疑是關(guān)鍵的部位。網(wǎng)架節(jié)點主要可分為上部結(jié)構(gòu)節(jié)點和支座節(jié)點,支座節(jié)點則是一個非常重要的組成部分。目前人們已提出了多種結(jié)構(gòu)的支座形式,主要包括普通螺栓球支座、萬向轉(zhuǎn)動球支座、鑄鋼分叉支座、鉛芯橡膠支座等結(jié)構(gòu)形式。其中螺栓球支座是網(wǎng)架中應(yīng)用最廣泛的一種。為了釋放水平支反力,目前已應(yīng)用的支座通常只通過在支座底板設(shè)置長圓孔使之可以產(chǎn)生一定量的滑動,但由于支座底板與下部預(yù)埋板之間摩擦力很大以及生銹等原因,實際上這種支座基本不能滑動,達不到預(yù)期目標。由此而造成的工程事故屢見不鮮,如沈陽某加油站在大雪過后網(wǎng)架支座水平拉力過大,導致柱底彎矩超過承載極限而造成整個加油站的倒塌;河南南陽某加油站網(wǎng)架倒塌時整體結(jié)構(gòu)沒有破壞,也是由于柱腳先破壞,致使網(wǎng)架在風荷載下倒塌。造成嚴重的經(jīng)濟損失。本文在充分研究已知網(wǎng)架支座的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了新型的單向滑動網(wǎng)架支座。該新型支座使用了聚四氟乙烯和不銹鋼墊板,利用二者之間摩擦小及不生銹的特點來實現(xiàn)支座在水平支反力作用下的單向滑動,解決了傳統(tǒng)螺栓球支座所遇到的問題。文章基于網(wǎng)架支座的研究背景、意義及其應(yīng)用、研究現(xiàn)況,做了一系列研究,主要研究內(nèi)容有:(a)于前期研究成果的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了兩種新型的單向可滑動網(wǎng)架支座。(b)加工制作了新型支座的試驗?zāi)Ｐ?運用電液伺服試驗機對支座進行了滑動性能及承載能力的試驗。結(jié)果表明該新型支座具有良好的滑動性能,承載能力能夠滿足使用要求。(c)運用通用有限元分析軟件ANSYS完成了支座的建模。并對支座進行了足以滿足計算精度要求的網(wǎng)格劃分。(d)對高強螺栓連接型支座進行了豎向荷載作用下的非線性有限元分析,得到了其極限荷載下的破壞模式,新型支座最先達到受壓極限發(fā)生屈曲破壞的部位是支座的肋板。接著比照研究了有限元分析和試驗研究的成果,得到了該新型網(wǎng)架支座的極限承載力和破壞模式等相關(guān)結(jié)論。文章著重研究了螺栓連接型新型支座,鋼扣件連接型支座整體性能和研究內(nèi)容與螺栓型支座類似,本文不再重復(fù)研究。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU356

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