【摘要】：本文研究的主要內(nèi)容包括K型平面管板節(jié)點(diǎn)的足尺試驗(yàn)研究和極限承載力非線性有限元分析，其中有限元分析具體包括管板節(jié)點(diǎn)的軸向剛度和彎曲剛度的分析。 由于鋼管（圓、方鋼管）結(jié)構(gòu)具有良好的抗壓、彎、扭性能而被廣泛應(yīng)用于大開(kāi)間庫(kù)房、火車(chē)站候車(chē)大廳、巨型廣告站牌等結(jié)構(gòu)中，在這些結(jié)構(gòu)當(dāng)中通常作為框架結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)件或腹桿桿件。為了簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)制作安裝，避免相貫節(jié)點(diǎn)中主支管間相貫線復(fù)雜的焊接工作，通常將一塊或多塊鋼板沿鋼管軸向方向焊在主管管壁上，支管再與鋼板通過(guò)焊接或者螺栓進(jìn)行連接。管板節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，無(wú)需加固件，避免了復(fù)雜的施焊工藝，進(jìn)而大幅度降低造價(jià).目前此類(lèi)節(jié)點(diǎn)在工程領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用。節(jié)點(diǎn)的極限承載能力和破壞方式研究是鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)前對(duì)空間相貫節(jié)點(diǎn)的極限承載力研究已經(jīng)比較成熟，而管板節(jié)點(diǎn)的研究還處于起步階段，可供參考的研究資料可謂少之又少，規(guī)范中也沒(méi)有相關(guān)極限承載力的計(jì)算公式，這在一定程度上影響了管結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。因此本文對(duì)圓鋼管K型管板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文主要研究工作如下所述： （1）試驗(yàn)研究：本試驗(yàn)對(duì)20個(gè)圓鋼管平面K型管板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，加深管板節(jié)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，，了解其破壞模式。鑒于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性，試驗(yàn)重點(diǎn)研究了主管管壁t以及主管直徑等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響，共進(jìn)行了20個(gè)足尺圓鋼管平面K型受彎節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)。 （2）參數(shù)研究：參照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003中K型相貫節(jié)點(diǎn)的極限承載力計(jì)算公式，采用通用有限元程序ANSYS對(duì)管板節(jié)點(diǎn)的靜力工作性能做了系統(tǒng)的參數(shù)研究，通過(guò)參數(shù)的對(duì)比，得出各個(gè)參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響。最后通過(guò)數(shù)值模擬分析，回歸出圓鋼管K型管板節(jié)點(diǎn)的極限承載力計(jì)算公式 （3）數(shù)值校核：本文研究的宗旨是“數(shù)值分析模擬為主，試驗(yàn)為輔”，將回歸出來(lái)的公式與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性和誤差。
[Abstract]:The main contents of this paper include the full-scale experimental study and nonlinear finite element analysis of ultimate bearing capacity of K-type planar tube-plate joints. The finite element analysis includes the analysis of axial stiffness and bending stiffness of tube-plate joints. Due to its good compressive, bending and torsional properties, the steel tube (circular and square steel pipe) structure has been widely used in large open storerooms, railway station waiting halls, giant advertising signs, and so on. In these structures, they are usually used as supporting members or web members of frame structures. In order to simplify the fabrication and installation of joints and avoid the complicated welding of intersecting lines between main branch tubes in the intersecting joints, one or more steel plates are usually welded along the axial direction of the steel pipe on the wall of the pipe in charge, and the branch tubes are then welded or bolted to the steel plate. The structure of tube-plate joint is relatively simple, no reinforcement is needed, the complicated welding process is avoided, and the cost is greatly reduced. At present, this kind of node is gradually applied in the engineering field. The research on ultimate bearing capacity and failure mode of joints is a key problem in joint design of steel structures. At present, the research on the ultimate bearing capacity of spacial intersecting joints is quite mature, but the research of tube-plate joints is still in its infancy. The research data for reference are very few, and there are no relevant formulas for calculating ultimate bearing capacity in the code. To a certain extent, this affects the popularization and application of pipe structure. Therefore, the theoretical and experimental study of K-type tubular joints in this paper is of great theoretical and practical value. The main research work of this paper is as follows: (1) Experimental study: in this paper, 20 circular steel pipe plane K-type tube-plate joints have been studied in order to deepen the understanding of tube-plate joints and understand their failure mode. In view of the dispersion of the test data, the influence of factors such as the tube wall t and the diameter of the tube on the performance of the joint is studied. A total of 20 full scale circular steel tube plane K-type bending joints were tested. (2) Parameter study: referring to the formula of ultimate bearing capacity of K-type joints in GB50017-2003, The static working performance of tube-plate joints is studied systematically by using the universal finite element program ANSYS. Through the comparison of the parameters, the influence of each parameter on the ultimate bearing capacity of the joints is obtained. Finally, through numerical simulation analysis, the formula of ultimate bearing capacity of K-type tubular joints is regressed. (3) numerical check: the purpose of this paper is "numerical analysis is the main thing, but experiment is auxiliary". The accuracy and error of the formula are verified by comparing the regression formula with the experimental data.
【學(xué)位授予單位】：北京建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TU392.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陸博福,李建軍,楊桂梅,徐桂杰;換熱器管束的整體更換修復(fù)[J];中氮肥;1999年03期

2 張海,劉德富;管板大鍛件的失效分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年01期

3 徐紅;王天先;呂龍;;鎳基合金管子與管板的焊接工藝試驗(yàn)[J];壓力容器;2007年07期

4 陳道明;MIZ-27SI型渦流檢測(cè)系統(tǒng)在尿素高壓換熱器檢測(cè)中的應(yīng)用[J];無(wú)損檢測(cè);2002年05期

5 梁征宇;KHK技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中管板設(shè)計(jì)方法淺析[J];化工設(shè)備與管道;2003年03期

6 陳文彤,龔正春,趙雪彥;鍋爐后管板泄漏原因分析[J];鍋爐制造;2004年03期

7 楊建中,洪善桃,袁仲伊;凝汽器管板的分析計(jì)算及程序?qū)崿F(xiàn)[J];動(dòng)力工程;1991年05期

8 侯佐崗,趙智康;鍋爐結(jié)構(gòu)及管板強(qiáng)度分析[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);1999年02期

9 郭琳,蘭學(xué)軍,劉晨曦;波形膨脹節(jié)的綜合效應(yīng)[J];內(nèi)蒙古石油化工;2000年04期

10 楊恒凱,耿建渝;一起鍋爐管板事故的原因分析[J];工業(yè)鍋爐;2002年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 林黎峰;;小孔徑深孔管板的加工[A];中國(guó)核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告——中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第3冊(cè)）[C];2009年

2 孫雨宋;;支撐和節(jié)點(diǎn)板延性性能的抗震設(shè)計(jì)[A];低碳經(jīng)濟(jì)與科學(xué)發(fā)展——吉林省第六屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 張文元;牟偉;;鉸接框架梁端次彎矩對(duì)支撐節(jié)點(diǎn)板穩(wěn)定承載力的影響分析[A];鋼結(jié)構(gòu)工程研究⑧——中國(guó)鋼協(xié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會(huì)第12屆（ASSF-2010）學(xué)術(shù)交流會(huì)暨教學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

4 陳慶林;;管板式換熱容器漏孔特征及其檢測(cè)[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)質(zhì)譜與檢漏專(zhuān)委會(huì)第十屆年會(huì)及中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)真空校準(zhǔn)專(zhuān)委會(huì)第五屆年會(huì)論文（摘要）集[C];2001年

5 李艷;金燕;;φ4650mm大型反應(yīng)器的制造[A];壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國(guó)壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

6 張治軍;都東;王文菲;段文文;周金鎖;;全位置脈沖TIG橢圓管-管板自動(dòng)焊機(jī)研制[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）[C];2001年

7 王景存;韓懷強(qiáng);;B_1級(jí)阻燃PIR風(fēng)管板材的研制[A];第九次聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)、科研、技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

8 孫必祥;程睿;崔佳;;角鋼連接節(jié)點(diǎn)板受壓性能的有限元分析[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

9 邢高磊;高軍松;吳道文;羅霖;;閉冷器換熱管與管板泄露的分析[A];壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)研究——第七屆全國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第七屆中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)壓力容器分會(huì)設(shè)計(jì)委員會(huì)委員會(huì)議論文集[C];2010年

10 郭茶秀;董其伍;劉敏珊;王學(xué)生;;新型廢熱鍋爐高、低溫管板性能研究[A];第四屆全國(guó)壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1997年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 邱慧玲;哈鍋攻克核電蒸汽發(fā)生器管板鉆孔難關(guān)[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2007年

2 湯安舒;首套五管板組合氨冷器開(kāi)發(fā)成功[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

3 ;科技鍛造“中國(guó)第一線”[N];中國(guó)建材報(bào);2005年

4 李岳邋姚小靜 記者 朱文達(dá);科學(xué)分析 查明真相[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2008年

5 北京市建筑工程裝飾公司 張春雷邋姚斌 張庚 上官越然 宮曉鳴;超大面積大型蜂窩鋁板吊頂、挑檐施工工法[N];中華建筑報(bào);2007年

6 崔;微星推出K7TM Pro主板[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2000年

7 張曉健邋寇元林;二重拉開(kāi)核電產(chǎn)品制造大幕[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2008年

8 邱慧玲邋于學(xué)東;哈爾濱鍋爐廠持續(xù)創(chuàng)新立潮頭[N];中國(guó)電力報(bào);2007年

9 本報(bào)記者 于濟(jì)洋;再訪“中國(guó)第一線”[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

10 記者 鄭蔚;上海重工業(yè)在新高度崛起[N];文匯報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 程睿;高聳輸電塔鋼桁架節(jié)點(diǎn)靜力性能及設(shè)計(jì)方法研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 胡玉紅;管殼式換熱器彈塑性有限元分析若干問(wèn)題研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

3 王文利;風(fēng)力作用下桅桿結(jié)構(gòu)拉耳焊接節(jié)點(diǎn)板裂紋萌生疲勞壽命的評(píng)估[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 馬永其;換熱器固定管板有限元應(yīng)力分析的進(jìn)一步研究[D];北京化工大學(xué);2000年

5 李衛(wèi)青;大跨越輸電塔鋼管節(jié)點(diǎn)承載力的試驗(yàn)研究與理論分析[D];浙江大學(xué);2011年

6 劉紅軍;特高壓鋼管輸電塔插板連接K型節(jié)點(diǎn)的受力性能及承載力研究[D];重慶大學(xué);2010年

7 李靜;新型異徑布管夾持結(jié)構(gòu)換熱器的研究與開(kāi)發(fā)[D];鄭州大學(xué);2006年

8 王繼勝;小平臺(tái)剖面聲納的信號(hào)處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

9 徐旭東;張力節(jié)點(diǎn)的承載力和疲勞性能研究[D];浙江大學(xué);2005年

10 張揚(yáng);Y型矩形管節(jié)點(diǎn)滯回性能與應(yīng)用的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 熊保超;平面K型管板節(jié)點(diǎn)極限承載力理論分析與試驗(yàn)研究[D];北京建筑工程學(xué)院;2012年

2 蔡燦;管板結(jié)構(gòu)分析與換熱器性能數(shù)值仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

3 陳龍;換熱器管板脹接性能與多孔管板等效方法研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

4 于曉東;有限元分析技術(shù)在管板輕量化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2011年

5 周游;換熱器封板和管板耦合的強(qiáng)度有限元分析[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 周凝華;大型列管式固定床反應(yīng)器管板與反應(yīng)管焊接技術(shù)研究[D];華東理工大學(xué);2010年

7 孫士財(cái);不兼作法蘭固定管板式換熱器力學(xué)行為研究[D];東北石油大學(xué);2012年

8 張朝;輸電塔鋼管—插板連接的節(jié)點(diǎn)板承載力研究[D];重慶大學(xué);2010年

9 劉桐;高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器管板的熱應(yīng)力與疲勞分析[D];清華大學(xué);2009年

10 呼玲玲;大型節(jié)點(diǎn)板連接的受壓腹桿穩(wěn)定承載力研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2164225