鋼管結構主方支圓K型搭接節(jié)點承載力及滯回性能研究.pdf

1、隨著多維數(shù)控加工設備的發(fā)展，直接焊接連接的鋼管桁架結構越來越得到設計師的青睞，在鋼結構工程中應用廣泛。
　　本文對主方支圓鋼管桁架結構進行了非線性有限元分析，主要包括主方支圓K型搭接節(jié)點承載力及滯回性能分析及帶有主方支圓K節(jié)點的華倫式桁架承載力分析，具體工作如下:
　　對48個主方支圓K型搭接節(jié)點模型進行了靜力作用下的有限元數(shù)值分析，在分析過程中將兩支管的加載順序分為貫通支管受拉和貫通支管受壓兩種形式，以此來探究搭接處隱藏焊

2、縫焊與不焊、搭接順序對節(jié)點極限承載力的影響。研究結果表明:節(jié)點在隱藏焊縫焊時的承載力比其在隱藏焊縫不焊時的承載力高;在隱藏焊縫焊的情況下，貫通支管受拉還是受壓對節(jié)點的極限承載力的影響不大;參數(shù)β=0.75、τ=0.8時貫通支管受拉的節(jié)點的承載力較低、節(jié)點隱藏焊縫焊比隱藏焊縫不焊時節(jié)點承載力高的比較多;其他參數(shù)的變化對兩種變化情況下的節(jié)點極限承載力的影響不大。
　　對24個主方支圓K型搭接節(jié)點模型進行了往復荷載作用下的有限元數(shù)值分析

3、，按不同的幾何參數(shù)將節(jié)點相貫處的隱藏焊縫分為焊與不焊兩種情況。得到了不同焊接方式下K型節(jié)點在往復荷載作用下的滯回性能曲線，量化評價了其變形及耗能能力。研究表明:節(jié)點在支主管夾角θ影響下，隨著θ值的增加，節(jié)點的承載力降低，剛度降低，延性增強，耗能能力增強;節(jié)點在支主管徑寬比β影響下，隨著β值的增加，節(jié)點的承載力提高，剛度增加，延性減弱，耗能能力減弱;節(jié)點在支主管厚度比τ影響下，隨著τ值的增加，節(jié)點的承載力提高，剛度增加，延性增強，耗能能力

4、增強;節(jié)點在搭接率Ov％影響下，隨著Ov％值的增加，節(jié)點的承載力提高，剛度增加，延性減弱，耗能能力增強;隱藏焊縫焊的節(jié)點的滯回性能不及隱藏焊縫不焊的節(jié)點的滯回性能。
　　將K型主方支圓搭接節(jié)點還原到華倫式(Warren)桁架中，針對華倫式(Warren)桁架的不同偏心距設計了4種尺寸的桁架算例，針對各算例按隱藏焊縫焊和隱藏焊縫不焊兩種情況，對華倫式(Warrent)桁架結構的破壞模式、極限承載力性能進行了研究。結果表明:隱藏焊縫不

5、焊的桁架結構比隱藏焊縫焊的桁架結構的承載力低但差異不顯著，塑形優(yōu)于隱藏焊縫焊的桁架結構，偏心距、支主管夾角等對不同焊接形式下的桁架結構的承載力影響也不顯著;華倫式(Warren)桁架結構的破壞模式有:節(jié)點處的局部屈曲和腹桿的整體失穩(wěn)兩種。
　　本文主要創(chuàng)新點如下:
　　①首次對主方支圓K型搭接節(jié)點搭接處隱藏焊縫焊與不焊情況下的承載力性能進行了有限元分析，揭示了該節(jié)點搭接處隱藏焊縫在焊與不焊時的承載力性能。
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