由空心的圓形鋼管構(gòu)成的構(gòu)件,在抗壓、抗拉、抗彎、抗扭及流體動力方面具有優(yōu)秀的力學性能,雖然單位材料的造價略高于普通槽鋼,但可以通過較少的用鋼量、較少的外表面防腐油漆等降低相應成本。圓鋼管節(jié)點作為受壓、受拉、壓彎和雙向受彎構(gòu)件,其承載力較高的同時,其冷成型管材的平直度和截面尺寸的精確度比熱軋開口截面要好。鋼管節(jié)點的連接適合采用直接焊接,可不通過節(jié)點板或其它連接,沒有多余的連接構(gòu)件使得圓鋼管建筑外形美觀流暢,具有現(xiàn)代感。但目前,圓鋼管大部分的研究都集中于非負載下受壓承載力的探究,節(jié)點軸向受拉的研究僅有小部分學者涉及,而對于負載下的承載力探究目前仍為空白。因此有必要探究加固節(jié)點的受拉性能及負載下的節(jié)點承載力性能,從而優(yōu)化桿件截面,充分利用材料,節(jié)約成本。本文的研究內(nèi)容為:（1）非負載下T形圓鋼管節(jié)點在外加勁環(huán)加固下軸向受拉的承載性能,（2）負載下T形圓鋼管節(jié)點在外加勁肋加固下的試驗承載性能。通過對3組6個T形非負載圓鋼管節(jié)點進行了試驗下的探究,詳細介紹了試件的尺寸、加載裝置、加載制度、試驗過程并獲得了試驗下的數(shù)據(jù)。以試驗數(shù)據(jù)為對照依據(jù),用ANSYS軟件建立了非負載下T形圓鋼管受拉的有限元模型... 

【文章來源】：北京建筑大學北京市

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1日本大阪關(guān)西機場航站樓[1]

第1章緒論2圖1-2北京大興國際機場[1]Fig.1-2BeijingDaxingInternationalAirport[1]1.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀圓鋼管相貫節(jié)點的研究始于二十世紀中葉，西德和美國率先對圓鋼管節(jié)點的承載力進行大量的試驗研究。六十年代后，日本學者鷲尾健三、黑羽啟明[2]、金谷弘[3]進行了系統(tǒng)性的T、X、K形的鋼管節(jié)點試驗，獲得大量數(shù)據(jù)，并初次提出了X形與T形圓鋼管節(jié)點的靜力強度計算公式。鷲尾之后又對K形節(jié)點的幾個重要參數(shù)進行了試驗研究，并提出K形節(jié)點的承載力計算公式。1976年Gibstein[4]進行了有關(guān)T形節(jié)點平面內(nèi)受彎的試驗；1987年Sparrow[5]進行了T形節(jié)點雙向受彎狀態(tài)下的試驗；1982年Wardenier[6]根據(jù)以上兩個試驗結(jié)果提出了T形節(jié)點的相關(guān)計算公式。Kurobance[7]于1984年基于50個T形、60個X形和398個K形節(jié)點的試驗數(shù)據(jù)提出了60mm-510mm之間的弦管平面內(nèi)圓鋼管節(jié)點的承載力計算公式。1984年Makino[8]基于20個KK空間相貫節(jié)點的試驗結(jié)果分析出了KK空間相貫節(jié)點的破壞模式，他指出受壓支管之間的距離會不同會產(chǎn)生兩種不同的破壞模式。1990年Scolla[9]研究了TT節(jié)點的破壞模式。孫剛[10]等完成了對TK節(jié)點的有限元分析并提出了KT形空間節(jié)點的承載力計算公式。目前對節(jié)點抗壓承載力的研究較多，對節(jié)點抗拉承載力的研究較少。Kurobane等人[7]設計了幾個試驗來研究未加固的CHS圓鋼管T、Y、X和K節(jié)點在拉伸和壓縮下的受力情況。在此試驗的結(jié)論基礎(chǔ)上，提出了抗拉極限強度計算公式。IIW焊接空心截面節(jié)點的靜力設計方法(IIW2008)[11]隨后采用了這些公式。VanderVegte等人[12]和Choo等人[13]通過試驗和數(shù)值方法研究了CHS-T形節(jié)點的加固受力特性。結(jié)果顯示在受壓下承載力有明顯的增強。馮琦和譚家華[14]、隋偉寧等人[15]和H.Nassiraei等人[16]進一步研究了這種領(lǐng)板和雙板

貳⒒房詘寤虻姘寮骯嘟?畛淶燃庸譚椒ǎ?銜?閱諭餳泳⒒芳庸?方法，目前提出的計算公式適用范圍有限；而環(huán)口板和墊板加固方法，還缺乏完善的計算公式；對灌漿填充方法，當支管受壓時能夠?qū)崿F(xiàn)支管先于節(jié)點破壞。更重要的是，這些規(guī)范均未涉及負載下加固節(jié)點的承載力計算。近年來，不斷有學者對管鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點加強提出不同的方法，通常情況下根據(jù)加強的措施不同分為主管內(nèi)部加固法與主管外部加固法。（1）加厚弦管管壁此種方法最初出現(xiàn)在海洋平臺結(jié)構(gòu)中，節(jié)點區(qū)的部分主管段采用比其余部分更厚的管壁，可以提高節(jié)點承載力（圖1-3），一般來說，節(jié)點承載力的計算采用現(xiàn)有公式即可。Vegte[23]用有限元方法研究了不同長度管段對X和XX形圓管節(jié)點軸向承載力的影響，并基于統(tǒng)計回歸，提出了管段長度對節(jié)點承載力影響的計算公式。Shao[24]則完成了加厚弦管對T形節(jié)點受壓承載力的影響研究，提出了計算公式。但該方法的缺點是只能在節(jié)點施工時進行，不能用于節(jié)點完工后補強。圖1-3加厚弦管管壁Fig.1-3Thickenedchordwall（2）內(nèi)加勁環(huán)內(nèi)加勁肋（環(huán)）（圖1-4、1-5）焊接在弦管內(nèi)部，可以沿橫向或者縱向布置。當弦管直徑較小時，需要在管壁開槽進行焊接。GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設計標準》[21]指出，對這種加固節(jié)點，尚未提出節(jié)點承載力計算公式。在滿足一定構(gòu)造規(guī)定的前提下，可以實現(xiàn)節(jié)點強度高于支管強度的要求。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]負載下焊接加固鋼結(jié)構(gòu)壓彎構(gòu)件的設計方法建議[J]. 王元清,蔣立,戴國欣,張?zhí)焐?石永久.  工業(yè)建筑. 2017(02)
[2]用外加勁肋加固T型圓鋼管節(jié)點的試驗研究[J]. 趙巖,李書文,黃宇星,班力壬,祝磊.  土木工程學報. 2014(09)
[3]T形、Y形帶內(nèi)置環(huán)肋圓鋼管相貫節(jié)點承載力計算方法[J]. 王帆,陳志進,劉丁丁,羅敏,寧晨,藍小藝.  東南大學學報(自然科學版). 2014(04)
[4]負載下焊接加固過程對鋼梁及鋼支撐受力性能的影響研究[J]. 牛犇,劉曉珂,陳志華,楊正軍,呂黃兵,李浩.  建筑結(jié)構(gòu)學報. 2014(07)
[5]墊板加強圓主管和支管T形相貫節(jié)點抗拉性能研究[J]. 隋偉寧,陳以一,王占飛,張信龍.  土木工程學報. 2013(05)
[6]輸電線路鋼管塔小角度K形節(jié)點承載力研究[J]. 李茂華,邢海軍,胡曉光,高淵.  建筑結(jié)構(gòu). 2013(05)
[7]鞍形墊板加強T形相貫節(jié)點極限承載力分析[J]. 隋偉寧,陳以一,王占飛.  同濟大學學報(自然科學版). 2012(07)
[8]XX形空間相貫節(jié)點受力性能有限元分析[J]. 羅立勝,羅永峰,郭小農(nóng).  施工技術(shù). 2012(02)
[9]加固鋼柱的非線性屈曲性能研究[J]. 龔順風,程江敏,程鵬.  鋼結(jié)構(gòu). 2011(11)
[10]環(huán)口板加強型T型圓鋼管節(jié)點承載力的試驗研究[J]. 蔡艷青,邵永波,岳永生.  工程力學. 2011(09)

碩士論文
[1]外加勁肋加強X和T形圓鋼管節(jié)點軸向受拉承載性能研究[D]. 丁宇楠.北京建筑大學 2019
[2]鋼結(jié)構(gòu)負載下焊接加固壓彎構(gòu)件研究[D]. 蔣立.重慶大學 2015
[3]縱向板加強平面K型圓管間隙節(jié)點靜力工作性能的試驗研究[D]. 潘奕康.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]內(nèi)加勁環(huán)對圓鋼管相貫節(jié)點性能的影響[D]. 梅倩.上海交通大學 2011
[5]加強K型圓鋼管相貫節(jié)點的極限承載力試驗研究[D]. 尚曉峰.燕山大學 2008
[6]N型圓鋼管加強節(jié)點的試驗研究和有限元分析[D]. 吳亮秦.天津城市建設學院 2008
[7]工業(yè)廠房加固方法研究與實際應用[D]. 凌程建.四川大學 2006



本文編號：3068804