斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)空間相貫焊接節(jié)點(diǎn)承載力分析.pdf

1、斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是近些年新出現(xiàn)并被應(yīng)用的新型結(jié)構(gòu)形式，主要應(yīng)用于高層及超高層建筑和異型建筑，具有外形美觀、受力可靠、抗側(cè)剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)在對(duì)斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的研究還不是很系統(tǒng)，對(duì)斜交節(jié)點(diǎn)的研究更是少。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)截面面積小且所受軸力很大，所以節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是工程應(yīng)用中的難點(diǎn)。這就需要對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)并輔以電腦設(shè)計(jì)分析和優(yōu)化。
　　本文以大連某觀光塔工程為背景，該塔外筒為斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，中部收腰，空間構(gòu)造復(fù)雜，空間節(jié)點(diǎn)設(shè)

2、計(jì)具有較大的難度。本文利用大型有限元分析程序進(jìn)行實(shí)體建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓鋼管斜交網(wǎng)格空間相貫焊接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行靜力彈性和彈塑性承載力分析。以該塔外筒中某典型節(jié)點(diǎn)為例分析了在五種不同的載工況下的加載過程的應(yīng)力分布情況，得出荷載位移曲線，確定節(jié)點(diǎn)在各個(gè)工況作用下的設(shè)計(jì)承載力、屈服承載力、極限承載力等信息，明確節(jié)點(diǎn)破壞模式。還分析了節(jié)點(diǎn)管、拼接板等各部分的作用及對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，明確節(jié)點(diǎn)的傳力模式，分析得出節(jié)點(diǎn)主要由管壁和豎向拼接板進(jìn)行傳力

3、，拼接板對(duì)節(jié)點(diǎn)具有很好的約束作用，對(duì)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)承載力、節(jié)省鋼材具有很大的貢獻(xiàn)。本文將該節(jié)點(diǎn)與相同情況下的鑄鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較分析，指出兩種節(jié)點(diǎn)在傳力模式，破壞形態(tài)及承載力性能都較為相似。
　　本文將該類斜交節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中的圓管平面X型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)承載力計(jì)算公式進(jìn)行比較分析，明確現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算方法不適于該類節(jié)點(diǎn)。在規(guī)范公式的基礎(chǔ)上，本文通過改變多個(gè)參數(shù)進(jìn)行比較分析，歸納出適用于在一定范圍兩種工況時(shí)計(jì)算該類斜交節(jié)點(diǎn)極限承載力及設(shè)計(jì)承載力的

4、計(jì)算公式。
　　本文重點(diǎn)分析了塔中通透區(qū)節(jié)點(diǎn)與環(huán)梁的相互作用。探索環(huán)梁與節(jié)點(diǎn)的合理的連接方式，通過對(duì)在五種工況下有無連接板、無環(huán)梁有連接板、有環(huán)梁等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行靜力彈性和彈塑性承載力對(duì)比分析，明確環(huán)梁及連接板對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力性能的影響。研究證明，當(dāng)節(jié)點(diǎn)存在較大的平面外彎矩作用時(shí)，環(huán)梁和連接板在一定程度上提供了一個(gè)側(cè)向支撐點(diǎn)，能有效提高節(jié)點(diǎn)承載力，且環(huán)梁受力較小，連接板的提高作用大于環(huán)梁；當(dāng)節(jié)點(diǎn)存在扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，連接板對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力影響不大，設(shè)