【摘要】：高強(qiáng)鋼材大跨空間結(jié)構(gòu)工程日漸增多,其中高強(qiáng)鋼構(gòu)件錯(cuò)綜交匯,節(jié)點(diǎn)焊縫密集且受力狀態(tài)復(fù)雜,而目前缺乏針對(duì)高強(qiáng)空間結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)的相關(guān)研究,尤其欠缺考慮高強(qiáng)焊接節(jié)點(diǎn)多向受力性能的設(shè)計(jì)建議。因此,本文選取大跨空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛的焊接空心球節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,基于鋼材微觀損傷斷裂預(yù)測(cè)模型,系統(tǒng)地開展了 Q460高強(qiáng)鋼材焊接空心球節(jié)點(diǎn)雙向荷載作用下的力學(xué)性能及損傷破壞機(jī)理研究,力求為大跨空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。論文的主要工作和成果如下:(1)完成了 6個(gè)Q460高強(qiáng)鋼材焊接空心球節(jié)點(diǎn)試件足尺模型的雙向受力試驗(yàn),從試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞機(jī)理、荷載-位移曲線、延性系數(shù)、斷裂荷載和位移、極限承載力等多個(gè)角度,對(duì)比分析了主支管荷載作用方向與荷載比例不同時(shí),焊接空心球節(jié)點(diǎn)的受力特性。試驗(yàn)結(jié)果表明:主管受拉試件的極限承載力高于主管受壓試件,雙向受壓為最不利工況。支管力的方向?qū)附涌招那蚬?jié)點(diǎn)主管受拉工況下的延性系數(shù)影響不大,對(duì)主管受壓工況下的延性系數(shù)影響顯著。主支管力異號(hào)工況的延性系數(shù)大于主支管力同號(hào)工況,并且隨著支管壓力值的增大,試件的延性系數(shù)明顯升高。(2)采用ABAQUS有限元分析軟件建立了考慮焊縫、熱影響區(qū)、鋼板負(fù)公差的有限元精細(xì)化模型,探討了網(wǎng)格尺寸變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響�；赟WDM微細(xì)觀斷裂預(yù)測(cè)理論,對(duì)試件斷裂荷載和位移進(jìn)行校核。結(jié)果表明,所建有限元模型能準(zhǔn)確反映節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的各項(xiàng)非線性性能,SWDM微細(xì)觀斷裂模型適用于焊接空心球節(jié)點(diǎn)斷裂預(yù)測(cè),驗(yàn)證了本文數(shù)值分析方法的有效性。(3)通過大量算例對(duì)焊接空心球節(jié)點(diǎn)雙向受力性能的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)地分析,探討了空心球外徑D、空心球壁厚T、鋼管外徑d、鋼管厚度t、主支管夾角θ,主支管軸力比λ等參數(shù)變化對(duì)高強(qiáng)鋼材焊接空心球節(jié)點(diǎn)雙向荷載作用下力學(xué)性能的影響。參數(shù)分析結(jié)果表明:隨著球徑D、主支管軸力比λ的增大,節(jié)點(diǎn)極限承載力下降;隨著球壁厚T、管徑d、管厚t和主支管夾角θ的增大,節(jié)點(diǎn)極限承載力升高;根據(jù)算例結(jié)果提出了節(jié)點(diǎn)雙向荷載作用下的承載力設(shè)計(jì)公式。(4)確定了焊接空心球節(jié)點(diǎn)雙向荷載作用下的拉壓破壞機(jī)理:主管受壓破壞為彈塑性壓曲破壞,主管受拉破壞為強(qiáng)度破壞。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU391
【圖文】：

２．３加載裝置及加載方案逡逑試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景圖如圖２－３所示，與主管相連的水平作動(dòng)器一端固定在反力架逡逑上，另一端與主管加載端通過４個(gè)普通螺栓相連，加載能力為２０００邋ｋＮ，位移行程逡逑

邐北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑上端固定在橫梁上，下端與支管加載端通過４個(gè)普通螺栓相連，其加載能力為１０００逡逑ｋＮ，位移行程為±２００當(dāng)支管承受壓力時(shí)，為避免節(jié)點(diǎn)變形導(dǎo)致支管力的方逡逑向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，豎向加載裝置采用千斤頂，將千斤頂上端固定在橫梁上，使其可以沿逡逑橫梁水平方向自由滑動(dòng)，保證豎向力的方向始終垂直向下，下端直接作用于支管端逡逑板上，豎向千斤頂?shù)募虞d能力為３０００邋ｋＮ，位移行程為土３００邋＿。邐逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2714545