X型矩形鋼管焊接端板節(jié)點(diǎn)剛度研究.pdf

1、近年來(lái)，由于矩形鋼管卓越的材料性能和眾多的突出優(yōu)勢(shì)，使其在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用日漸普遍。鋼管結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)是一個(gè)至關(guān)重要的構(gòu)件，它不僅要連接不同桿件，還需要傳遞和承受荷載。節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能直接影響著節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，甚至對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)都至關(guān)重要。其中，節(jié)點(diǎn)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的變形控制和結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性有重要影響。
　　本文是以天津某單層網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)工程為研究背景，取該實(shí)際工程中的典型節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象。該工程中鋼管之間連接的節(jié)點(diǎn)形式是X型矩

2、形鋼管焊接端板節(jié)點(diǎn)，這是一類全新的節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)是通過(guò)一個(gè)X形焊接端板直接連接四根矩形鋼管而成。節(jié)點(diǎn)區(qū)域由節(jié)點(diǎn)板和與節(jié)點(diǎn)板焊接的部分鋼管組成。節(jié)點(diǎn)材料單一，外觀簡(jiǎn)潔，承載能力好。但節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中明顯。目前，對(duì)于該類節(jié)點(diǎn)的剛度研究還是一片空白。為了能更全面的了解和掌握該類節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能，以促進(jìn)該節(jié)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，本文通過(guò)ANSYS軟件對(duì)這類節(jié)點(diǎn)的剛度性能進(jìn)行了非線性有限元理論分析，具體工作如下：
　?。?）對(duì)雙向

3、貫通節(jié)點(diǎn)、相貫節(jié)點(diǎn)、X型焊接端板節(jié)點(diǎn)和內(nèi)加勁節(jié)點(diǎn)四種常見(jiàn)的矩形鋼管節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行了有限元分析，對(duì)比分析結(jié)果表明：在綜合性能方面X型焊接端板節(jié)點(diǎn)最突出。
　?。?）應(yīng)用單參數(shù)分析方法對(duì)節(jié)點(diǎn)幾何參數(shù)α、β、γ、τ、θ進(jìn)行分析研究。并用Excel軟件擬合出各幾何參數(shù)與節(jié)點(diǎn)軸向剛度、面內(nèi)抗彎剛度和面外抗彎剛度的影響關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)這些幾何參數(shù)與節(jié)點(diǎn)各項(xiàng)剛度基本成冪函數(shù)關(guān)系。研究了各幾何參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)剛度的影響規(guī)律。
　?。?）詳細(xì)分析了各幾