發(fā)布時間：2018-03-17 05:00

  本文選題：杭州東站　切入點：鋼管桁架結(jié)構(gòu)　出處：《浙江大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：空間管結(jié)構(gòu)因其良好的受力性能、優(yōu)美的外形以及相對低廉的造價,在大跨度結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。而節(jié)點性能的研究又是空間鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),因為節(jié)點破壞常導(dǎo)致其所連桿件的破壞,通常會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。但目前國內(nèi)外對鋼管相貫節(jié)點的研究主要是平面節(jié)點或簡單規(guī)則的空間相貫節(jié)點,對于構(gòu)造復(fù)雜的空間相貫節(jié)點的研究很少,且各國規(guī)范也沒有相應(yīng)節(jié)點的設(shè)計計算公式。因此對復(fù)雜空間相貫節(jié)點的研究已成為目前亟待解決的課題。 本文以杭州火車東站站房工程和湖州體育場工程為背景,研究這兩個工程中若干關(guān)鍵相貫節(jié)點的受力性能和承載能力。 對杭州東站站房工程中7個關(guān)鍵相貫節(jié)點進(jìn)行足尺試驗研究,并對其中3個節(jié)點進(jìn)行內(nèi)插板對比試驗,為杭州東站站房工程鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計提供可靠的試驗依據(jù),同時對相貫節(jié)點的受力性能和應(yīng)力分布有了更為直觀的認(rèn)識。試驗結(jié)果表明,各類節(jié)點均具有良好的承載能力及足夠的安全儲備,節(jié)點設(shè)計安全、可靠；設(shè)置內(nèi)插板對節(jié)點受力性能的影響主要有可提高節(jié)點極限承載力、改變節(jié)點破壞模式、改善節(jié)點區(qū)應(yīng)力分布以及減小節(jié)點變形等,但內(nèi)插板對節(jié)點受力性能的影響不可一概而論。 采用ANSYS有限元軟件,對杭州東站進(jìn)行試驗研究的節(jié)點進(jìn)行有限元分析,了解節(jié)點受力過程中應(yīng)力分布、塑性區(qū)開展及節(jié)點的破壞模態(tài),并確定其極限承載力。將有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明,考慮大變形的彈塑性非線性有限元分析可以較好地模擬試驗節(jié)點的受力性能。 結(jié)合湖州體育場鋼結(jié)構(gòu)屋蓋結(jié)構(gòu),定義兩種新型相貫節(jié)點：KTX型和KTK型節(jié)點。對這兩種節(jié)點分別進(jìn)行了幾何參數(shù)和荷載效應(yīng)參數(shù)的有限元分析,找出其受力性能、應(yīng)力分布、破壞模態(tài)和承載力的分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),兩類節(jié)點在軸力作用下的破壞模式以弦桿管壁塑性破壞模式為主；腹(支)弦桿直徑比和弦桿徑厚比對節(jié)點承載力影響較大,腹(支)弦桿壁厚比對節(jié)點承載力的影響不顯著。
[Abstract]:Space-tube structures are widely used in long-span structures because of their good mechanical performance, beautiful shape and relatively low cost, and the research on the performance of joints is an important link in the design of spatial steel pipe structures. Because the joint failure usually leads to the damage of the connecting rod, it usually leads to the damage of the whole structure. But at present, the research on the steel pipe intersecting joint is mainly the plane joint or the simple regular space intersected joint. There is little research on the construction of complex spatial intersecting nodes, and there is no design formula for the corresponding nodes in various countries. Therefore, the study of complex spatial intersecting nodes has become an urgent task to be solved. Based on the project of Hangzhou East Railway Station and Huzhou Stadium, this paper studies the mechanical performance and bearing capacity of some key intersecting nodes in these two projects. The full-scale test of seven key intersecting nodes in Hangzhou East Station House Project is carried out, and three of them are tested by the contrast test of internal board, which provides a reliable test basis for the design of steel structure joints in Hangzhou East Station House Project. The experimental results show that all kinds of joints have good bearing capacity and sufficient safety reserve, and the design of joints is safe and reliable. The influence of internal plate on the mechanical behavior of joints can improve the ultimate bearing capacity of joints, change the failure mode of joints, improve the stress distribution in the joint area and reduce the deformation of the joints, and so on. However, the influence of the inner panel on the mechanical performance of the joints can not be generalized. The finite element analysis of the joints of Hangzhou East Railway Station was carried out by using ANSYS finite element software to understand the stress distribution, plastic zone development and failure mode of the joints during the process of loading. The finite element analysis results are compared with the experimental results. The results show that the elastoplastic nonlinear finite element analysis with large deformation can well simulate the mechanical behavior of the test joints. Combined with the roof structure of Huzhou Stadium steel structure, two new types of joints, namely: KTX type and KTK type, are defined. The geometric parameters and load effect parameters of the two joints are analyzed by finite element method, and the mechanical properties and stress distribution are found out. It is found that the failure mode of the two kinds of joints under axial force is mainly plastic failure mode of chord wall, and the ratio of diameter to diameter and diameter to thickness of string is more important to the bearing capacity of the joint. The effect of the wall thickness ratio on the bearing capacity of the joint is not significant.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU392.3

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本文編號：1623235