發(fā)布時間：2020-06-15 14:25

【摘要】：高強鋼材大跨空間結構工程日漸增多,其中高強鋼構件錯綜交匯,節(jié)點焊縫密集且受力狀態(tài)復雜,而目前缺乏針對高強空間結構焊接節(jié)點的相關研究,尤其欠缺考慮高強焊接節(jié)點多向受力性能的設計建議。因此,本文選取大跨空間結構中應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性能及損傷破壞機理研究,力求為大跨空間結構的進一步發(fā)展提供科學依據。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,從試驗現象、破壞機理、荷載-位移曲線、延性系數、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。支管力的方向對焊接空心球節(jié)點主管受拉工況下的延性系數影響不大,對主管受壓工況下的延性系數影響顯著。主支管力異號工況的延性系數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)、鋼板負公差的有限元精細化模型,探討了網格尺寸變化對計算結果的影響。基于SWDM微細觀斷裂預測理論,對試件斷裂荷載和位移進行校核。結果表明,所建有限元模型能準確反映節(jié)點構件的各項非線性性能,SWDM微細觀斷裂模型適用于焊接空心球節(jié)點斷裂預測,驗證了本文數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等參數變化對高強鋼材焊接空心球節(jié)點雙向荷載作用下力學性能的影響。參數分析結果表明: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;根據算例結果提出了節(jié)點雙向荷載作用下的承載力設計公式。(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。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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

邐北京交通大學碩士學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當支管承受壓力時，為避免節(jié)點變形導致支管力的方逡逑向產生偏轉，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，豎向千斤頂的加載能力為３０００邋ｋＮ，位移行程為土３００邋＿。邐逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2714545