圓鋼管焊接空心球節(jié)點承載力與實用設(shè)計方法研究.pdf

1、同濟大學(xué)土木工程學(xué)院博士學(xué)位論文圓鋼管焊接空心球節(jié)點承載力與實用設(shè)計方法研究姓名：薛萬里申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：張其林20080901圓鋼管焊接空心球節(jié)點承載力與實用設(shè)計方法研究通過對控制面上的應(yīng)力特征進(jìn)行的深入研究，得到了控制面控制應(yīng)力是豎向剪應(yīng)力這一重要而有意義的結(jié)論；分析了影響節(jié)點承載力的絕對參數(shù)和無量綱參數(shù)的關(guān)系，確定了影響的主要參數(shù)，為后續(xù)章節(jié)的研究做了鋪墊；最后，通過計算得到了不同節(jié)點規(guī)格在鋼材理想彈塑性和

2、彈塑性帶線性強化模型下的極限和屈服承載力，同種規(guī)格節(jié)點在Q235B和Q345B材質(zhì)下的極限承載力，這些都為本文研究目標(biāo)的實現(xiàn)和后續(xù)實用計算方法的回歸公式的提出提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐。理論分析：利用正交設(shè)計法和概率統(tǒng)計的直觀分析和F檢驗法，分析了影響受拉、受壓球節(jié)點屈服和極限承載力的幾何和力學(xué)參數(shù)的影響顯著性問題，從理論上確定了承載力的影響因子，從而回答了球體鋼材的強度指標(biāo)是否與受壓承載力有關(guān)的問題，驗證了有限元對球體破壞機理的分析結(jié)論，

3、并為后續(xù)簡化理論分析和實用設(shè)計公式的建立提供了函數(shù)自變量選取的依據(jù)；依據(jù)沖切原理和能量法原理，對球節(jié)點的極限承載力進(jìn)行了理論分析，通過和試驗結(jié)果、有限元分析結(jié)果的比照，驗證了理論分析的正確性，為有限元分析結(jié)論提供了理論保證。破壞性試驗研究：對2種規(guī)格2種材質(zhì)的20個球節(jié)點進(jìn)行了對比型的破壞性試驗，直觀地了解球節(jié)點的破壞模態(tài)，印證了有限元和理論對破壞機理的分析，檢驗了有限元和理論分析的計算結(jié)果，為有限元分析和理論分析提供了試驗論證；每種工

4、況2～3組試驗規(guī)避了試驗數(shù)據(jù)的離散對研究結(jié)論帶來的偏差；破壞性試驗研究也為網(wǎng)架、網(wǎng)殼規(guī)程公式和本文建議公式的適用性、安全可靠性的檢驗提供了準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)。承載力實用計算方法：在有限元分析、理論研究和試驗論證基礎(chǔ)上，采用概率統(tǒng)計分析手段，以極限承載力數(shù)據(jù)下包絡(luò)線為目標(biāo)，提出了更加合理和科學(xué)的承載力實用計算公式；運用以往63組試驗數(shù)據(jù)和20組本文試驗數(shù)據(jù)，在概率統(tǒng)計的意義上進(jìn)行對比分析，驗證了本文建議公式的適用性、合理性、經(jīng)濟性和安全可靠性