【摘要】：本文在參考大量國內外相關文獻基礎上,以工程中采用的24m跨鋼桁架為對象,對典型上弦節(jié)點—圓腹桿-H型鋼弦桿KY型相貫節(jié)點的受力性能和影響因素進行了試驗研究和有限元分析。主要內容如下:(1)相貫節(jié)點足尺試驗研究設計反力框加載裝置,采用液壓千斤頂加載,對典型相貫節(jié)點進行了足尺試驗研究和分析。結果表明:當相貫節(jié)點達到極限狀態(tài)時,節(jié)點受拉力最大腹桿處焊縫撕裂和弦桿上翼緣局部塑性破壞,極限承載力為612.9kN。各腹桿與相貫節(jié)點相連處受力復雜,形成應力集中現(xiàn)象,部分區(qū)域在荷載不大時已進入塑性狀態(tài)。(2)有限元建模方法及驗證本文利用ABAQUS有限元軟件,提出相貫節(jié)點試驗試件的單元類型、網(wǎng)格尺寸、邊界條件、加載方式,建立了節(jié)點合理的有限元模型,并給出了極限承載力判斷準則。計算結果表明:相貫節(jié)點的極限承載力與試驗數(shù)據(jù)相差僅5%左右。有限元分析的破壞模式和受力性能與試驗所測結果一致。證明本文所提有限元建模方法是正確和合理的。(3)相貫節(jié)點受力性能影響因素分析在考慮了內隱藏焊縫、加勁板及幾何參數(shù)等三種影響因素的前提下,對相貫節(jié)點進行了有限元分析。結果表明:內隱藏焊縫焊接對相貫節(jié)點的破壞模式、剛度和應力分布規(guī)律幾乎沒有影響,但卻提高了節(jié)點的極限承載力。H型鋼弦桿加勁板的設置不改變相貫節(jié)點的破壞模式,但兩端橫向加勁板的設置卻提高了節(jié)點的極限承載力和剛度。相貫節(jié)點的破壞模式受幾何參數(shù)的影響較大。β_1、τ_1兩個參數(shù)的增加可使節(jié)點的剛度、極限承載力均得到提高。(4)相貫節(jié)點滯回性能及影響因素分析本文采用有限元方法得到了節(jié)點的滯回曲線、骨架曲線和極限承載力等,并分析了內隱藏焊縫、加勁板以及幾何參數(shù)分別對節(jié)點滯回性能的影響。結果表明:相貫節(jié)點在低周往復荷載作用下,破壞模式與靜力荷載作用下的一致。與無焊接相比,內隱藏焊縫焊接相貫節(jié)點的耗能能力、極限承載力和割線剛度均得到提高。弦桿加勁板的設置降低了節(jié)點的耗能能力,但提高了節(jié)點極限承載力、割線剛度和變形能力。幾何參數(shù)β_1、τ_1和γ的改變均對節(jié)點的耗能能力和極限承載力有不同程度的影響。本文的研究成果可為圓腹桿-H型鋼弦桿相貫節(jié)點的進一步研究提供幫助,也為未來工程應用及相關規(guī)范的編制提供參考。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU391
【圖文】：

節(jié)點的受力性能受桿件材料及其它因素的影響較大，即節(jié)點設計獨立性較低。隨著多為數(shù)控切割技術的逐漸成熟，相貫節(jié)點得到了很好的發(fā)展，解決了相貫節(jié)點切割困難的難題[1][2]。本文以圓腹桿-H 型鋼弦桿 KY 型搭接相貫節(jié)點為對象，通過足尺試驗和有限元分析研究其受力性能、極限承載力及破壞模式，以期對工程應用和進一步研究提供參考。1.2 鋼管結構相貫節(jié)點1.2.1 相貫節(jié)點分類若腹桿間相互重疊則稱為搭接節(jié)點，若腹桿間無重疊部分則稱為間隙節(jié)點，如圖 1-1。它們的受力有明顯的區(qū)別，搭接節(jié)點的受力受腹桿搭接順序的影響。對于搭接節(jié)點，其腹桿內部隱藏的焊縫往往存在不焊接的情況，因此這類節(jié)點又可分為內部隱藏焊縫焊接和不焊接兩種搭接節(jié)點[3]。

鋼節(jié)點或方管-H 型鋼節(jié)點。按外型劃分，常見的平面節(jié)點分成：T 型（Y 型）、X 型、K 型（N 型）、KT型（KY 型）等等，如圖 1-2。常見的空間節(jié)點分成：TT 型、XX 型、KK 型、KKT 型、KT 型、KX 型等等，如圖 1-3。（a）T 型（Y 型） （b）X 型

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本文編號：2730080