網(wǎng)架結(jié)構(gòu)大直徑螺栓球節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究和數(shù)值分析.pdf

1、近幾年來(lái)，隨著工程的需要以及工藝水平的提高，大直徑高強(qiáng)度螺栓在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)螺栓球節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用有增多的趨勢(shì)，但對(duì)大直徑螺栓球節(jié)點(diǎn)的研究卻很少。錐頭作為螺栓球節(jié)點(diǎn)中受力比較復(fù)雜的連接構(gòu)件，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》并沒(méi)有提出明確的強(qiáng)度計(jì)算公式。 本文進(jìn)行了7組由鋼管、錐頭、螺栓(M68～M90)、螺栓球等組成的節(jié)點(diǎn)的承載力試驗(yàn)研究，介紹了試驗(yàn)方法、評(píng)定準(zhǔn)則、節(jié)點(diǎn)中各部件的受力性能、破壞特征等。試驗(yàn)表明錐頭是整個(gè)螺栓球節(jié)點(diǎn)的薄

2、弱環(huán)節(jié)，容易沿徑向開(kāi)裂，強(qiáng)度明顯低于鋼管強(qiáng)度。底板厚度不足，材料屈服強(qiáng)度偏低是錐頭強(qiáng)度不足的原因；大多數(shù)螺栓承載力難以達(dá)到規(guī)定的檢驗(yàn)要求；會(huì)出現(xiàn)球體內(nèi)螺紋剪壞、螺栓被拔出的破壞現(xiàn)象。為了工程安全，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)大直徑高強(qiáng)度螺栓球節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和制造必須予以特別的重視。 經(jīng)過(guò)現(xiàn)有文獻(xiàn)關(guān)于常用錐頭極限承載力計(jì)算公式與本文試驗(yàn)結(jié)果的比較，表明現(xiàn)有文獻(xiàn)公式計(jì)算獲得大直徑錐頭的極限承載力明顯過(guò)于保守，不適合直接用來(lái)計(jì)算大直徑錐頭的極限承載力。

3、 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上對(duì)本文大直徑螺栓球節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)中的薄弱環(huán)節(jié)錐頭進(jìn)行了彈塑性有限元計(jì)算，了解了錐頭的應(yīng)力分布狀況及塑性開(kāi)展情況，深入分析了錐頭的破壞機(jī)理，提出了錐頭極限承載力的判定標(biāo)準(zhǔn)；并將試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了有限元模型的有效性及適用性。對(duì)試驗(yàn)的錐頭進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了加強(qiáng)措施。 選取影響錐頭極限承載力的主要因素，應(yīng)用正交分析原理和本文建立的有限元模型和極限承載力判斷準(zhǔn)則，對(duì)這些因素進(jìn)行了參數(shù)分析，獲得了大直徑錐

4、頭破壞模式的規(guī)律及塑性開(kāi)展情況，明晰了各參數(shù)對(duì)錐頭極限承載力的影響特點(diǎn)，并從受力機(jī)理層面闡述了各參數(shù)對(duì)極限承載力的影響效應(yīng)。 在參數(shù)分析的基礎(chǔ)上通過(guò)多元回歸技術(shù)得出大直徑錐頭底板塑性貫通模式和錐殼塑性貫通模式的極限承載力計(jì)算公式。經(jīng)過(guò)公式本身的回歸校驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)分析以及與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，證明本文得出的大直徑極限承載力公式具有較高精度。在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步推導(dǎo)出大直徑錐頭承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算公式，并考察了公式對(duì)不同鋼號(hào)的材料以及常規(guī)尺