單層網(wǎng)殼新型半剛性節(jié)點(diǎn)性能研究.pdf

1、單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以其受力合理，用料經(jīng)濟(jì)，造型美觀等優(yōu)點(diǎn)被日益廣泛應(yīng)用。相關(guān)規(guī)范基于安全考慮，規(guī)定分析單層網(wǎng)殼時(shí)應(yīng)假定節(jié)點(diǎn)為剛接。但實(shí)際上，網(wǎng)殼的節(jié)點(diǎn)是半剛性的。如果將節(jié)點(diǎn)視為完全剛接或完全鉸接，會(huì)過高或過低地估計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力，這對(duì)于建筑的經(jīng)濟(jì)性、安全性都是不利的。半剛性節(jié)點(diǎn)與剛接節(jié)點(diǎn)相比具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，與鉸接節(jié)點(diǎn)相比又具有一定的抗彎剛度，且其具有裝配方便，外形美觀的優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)半剛性節(jié)點(diǎn)性能開展深入的研究并將其應(yīng)用到單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

2、中具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　本文構(gòu)思設(shè)計(jì)了一種新型切削空心圓柱節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)由螺栓裝配而成，是一種半剛性節(jié)點(diǎn)。為分析該節(jié)點(diǎn)在單層網(wǎng)殼中沿徑向和沿環(huán)向的節(jié)點(diǎn)性能，分別開展了節(jié)點(diǎn)在徑向加載和環(huán)向加載兩種情況下的試驗(yàn)研究。得到了節(jié)點(diǎn)的荷載-位移曲線、應(yīng)力變化曲線、彎矩-轉(zhuǎn)角曲線，分析了節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理和失效模式，獲得了節(jié)點(diǎn)徑向與環(huán)向的初始剛度值和極限抗彎承載力值，對(duì)比了節(jié)點(diǎn)徑向和節(jié)點(diǎn)環(huán)向性能的異同。這為開展切削空心圓柱節(jié)點(diǎn)和其他半

3、剛性節(jié)點(diǎn)性能的進(jìn)一步研究提供了分析思路和試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　在此基礎(chǔ)上，利用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行了切削空心圓柱半剛性節(jié)點(diǎn)徑向和環(huán)向的節(jié)點(diǎn)性能有限元模擬研究。數(shù)值模型的節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理與實(shí)際試驗(yàn)吻合良好。為了進(jìn)一步研究節(jié)點(diǎn)的性能，模型改善了試驗(yàn)時(shí)節(jié)點(diǎn)螺栓預(yù)緊力不足的局限，使得數(shù)值模擬結(jié)果體現(xiàn)出的節(jié)點(diǎn)承載性能有一定的提高，桿件上的強(qiáng)度也得到了更為充分的利用。接著分析了各種參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)，螺栓直徑、螺栓預(yù)緊力對(duì)節(jié)點(diǎn)