發(fā)布時間：2020-06-15 14:25

【摘要】：高強鋼材大跨空間結(jié)構(gòu)工程日漸增多,其中高強鋼構(gòu)件錯綜交匯,節(jié)點焊縫密集且受力狀態(tài)復(fù)雜,而目前缺乏針對高強空間結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點的相關(guān)研究,尤其欠缺考慮高強焊接節(jié)點多向受力性能的設(shè)計建議。因此,本文選取大跨空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛的焊接空心球節(jié)點為研究對象,基于鋼材微觀損傷斷裂預(yù)測模型,系統(tǒng)地開展了 Q460高強鋼材焊接空心球節(jié)點雙向荷載作用下的力學(xué)性能及損傷破壞機理研究,力求為大跨空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。論文的主要工作和成果如下:(1)完成了 6個Q460高強鋼材焊接空心球節(jié)點試件足尺模型的雙向受力試驗,從試驗現(xiàn)象、破壞機理、荷載-位移曲線、延性系數(shù)、斷裂荷載和位移、極限承載力等多個角度,對比分析了主支管荷載作用方向與荷載比例不同時,焊接空心球節(jié)點的受力特性。試驗結(jié)果表明:主管受拉試件的極限承載力高于主管受壓試件,雙向受壓為最不利工況。支管力的方向?qū)附涌招那蚬?jié)點主管受拉工況下的延性系數(shù)影響不大,對主管受壓工況下的延性系數(shù)影響顯著。主支管力異號工況的延性系數(shù)大于主支管力同號工況,并且隨著支管壓力值的增大,試件的延性系數(shù)明顯升高。(2)采用ABAQUS有限元分析軟件建立了考慮焊縫、熱影響區(qū)、鋼板負(fù)公差的有限元精細(xì)化模型,探討了網(wǎng)格尺寸變化對計算結(jié)果的影響�；赟WDM微細(xì)觀斷裂預(yù)測理論,對試件斷裂荷載和位移進(jìn)行校核。結(jié)果表明,所建有限元模型能準(zhǔn)確反映節(jié)點構(gòu)件的各項非線性性能,SWDM微細(xì)觀斷裂模型適用于焊接空心球節(jié)點斷裂預(yù)測,驗證了本文數(shù)值分析方法的有效性。(3)通過大量算例對焊接空心球節(jié)點雙向受力性能的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)地分析,探討了空心球外徑D、空心球壁厚T、鋼管外徑d、鋼管厚度t、主支管夾角θ,主支管軸力比λ等參數(shù)變化對高強鋼材焊接空心球節(jié)點雙向荷載作用下力學(xué)性能的影響。參數(shù)分析結(jié)果表明:隨著球徑D、主支管軸力比λ的增大,節(jié)點極限承載力下降;隨著球壁厚T、管徑d、管厚t和主支管夾角θ的增大,節(jié)點極限承載力升高;根據(jù)算例結(jié)果提出了節(jié)點雙向荷載作用下的承載力設(shè)計公式。(4)確定了焊接空心球節(jié)點雙向荷載作用下的拉壓破壞機理:主管受壓破壞為彈塑性壓曲破壞,主管受拉破壞為強度破壞。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU391
【圖文】：

２．３加載裝置及加載方案逡逑試驗現(xiàn)場實景圖如圖２－３所示，與主管相連的水平作動器一端固定在反力架逡逑上，另一端與主管加載端通過４個普通螺栓相連，加載能力為２０００邋ｋＮ，位移行程逡逑

邐北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑上端固定在橫梁上，下端與支管加載端通過４個普通螺栓相連，其加載能力為１０００逡逑ｋＮ，位移行程為±２００當(dāng)支管承受壓力時，為避免節(jié)點變形導(dǎo)致支管力的方逡逑向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，豎向加載裝置采用千斤頂，將千斤頂上端固定在橫梁上，使其可以沿逡逑橫梁水平方向自由滑動，保證豎向力的方向始終垂直向下，下端直接作用于支管端逡逑板上，豎向千斤頂?shù)募虞d能力為３０００邋ｋＮ，位移行程為土３００邋＿。邐逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 王凡;王星;孫晨輝;;雙向荷載作用下焊接球節(jié)點剛度的有限元分析[J];寧波工程學(xué)院學(xué)報;2015年02期

2 胡方鑫;施剛;石永久;;基于斷裂力學(xué)的高強度鋼材梁柱節(jié)點受力性能分析[J];工程力學(xué);2015年04期

3 楊俊芬;張濤;彭奕亮;;Q690高強鋼加強型相貫節(jié)點抗彎剛度試驗研究[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

4 孫飛飛;孫密;李國強;肖勇;韋明;劉利香;;Q690高強鋼端板連接梁柱節(jié)點抗震性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2014年04期

5 俞可權(quán);余江滔;唐波;;焊接空心球節(jié)點極限承載力的試驗與有限元分析[J];工業(yè)建筑;2011年08期

6 薛萬里;張其林;;圓鋼管焊接空心球節(jié)點受壓破壞機理與試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2009年05期

7 宣歡歡;邢麗;高鋒;韋天浩;;雙向軸力作用下焊接空心球節(jié)點有限元模型的建立[J];浙江樹人大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年04期

8 袁行飛;彭張立;董石麟;;平面內(nèi)三向軸壓和彎矩共同作用下焊接空心球節(jié)點承載力[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2007年09期

9 董石麟;邢麗;趙陽;顧磊;傅學(xué)怡;;方鋼管焊接空心球節(jié)點的承載力與實用計算方法研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2005年06期

10 董石麟,唐海軍,趙陽,傅學(xué)怡,顧磊;軸力和彎矩共同作用下焊接空心球節(jié)點承載力研究與實用計算方法[J];土木工程學(xué)報;2005年01期

本文編號：2714545