鋼管結(jié)構(gòu)十字相貫節(jié)點(diǎn)的面外剛度試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)是隨著近代鋼鐵工業(yè)蓬勃發(fā)展逐漸興起的。近年來(lái)，由于具有眾多的優(yōu)越性能，鋼管結(jié)構(gòu)在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用日益廣泛。鋼管結(jié)構(gòu)中桿件連接的節(jié)點(diǎn)方式至關(guān)重要，節(jié)點(diǎn)的受力性能好壞與否將直接影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)中管與管之間的連接通常采用將一構(gòu)件直接焊在另一構(gòu)件的表面的相貫節(jié)點(diǎn)型式。此類節(jié)點(diǎn)受荷載作用后，其相鄰桿件的連接面發(fā)生局部變形，從而引起相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)論在彈性或彈塑性階段都表現(xiàn)出不同于鉸接性質(zhì)的剛性效應(yīng)。這種節(jié)點(diǎn)的非剛性能對(duì)鋼管結(jié)

2、構(gòu)的內(nèi)力、變形和承載力都產(chǎn)生影響。
　　本文在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合山東東營(yíng)機(jī)場(chǎng)航站樓的工程背景，利用大型通用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)十字相貫節(jié)點(diǎn)的平面外剛度進(jìn)行了分析研究。
　　首先簡(jiǎn)要介紹了十字節(jié)點(diǎn)平面外抗彎時(shí)變形機(jī)理以及剛度定義。以山東東營(yíng)機(jī)場(chǎng)航站樓工程為背景，設(shè)計(jì)了平面外加勁節(jié)點(diǎn)和未加勁節(jié)點(diǎn)兩種大尺寸足尺試件，進(jìn)行了十字圓管相貫節(jié)點(diǎn)平面外彎曲試驗(yàn)研究和有限元分析。通過(guò)對(duì)由試驗(yàn)

3、分析和有限元分析得出的彎矩轉(zhuǎn)角曲線以及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)用有限元進(jìn)行相貫節(jié)點(diǎn)剛度分析是完全可行的，證明了有限元分析的可行性。
　　隨后，對(duì)相貫節(jié)點(diǎn)平面外非剛性能的影響參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究。采用8結(jié)點(diǎn)六面體實(shí)體單元對(duì)大量的相貫節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行了非線性有限元分析。選取十字相貫節(jié)點(diǎn)的三個(gè)無(wú)量綱幾何參數(shù)進(jìn)行單參數(shù)分析，計(jì)算結(jié)果表明，支管與主管的外徑比、主管的徑厚比以及支管的徑厚比對(duì)圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)的平面外剛度有不同程度的影響。綜合所