祝磊[1]2004年在《空间管节点承载力的非线性分析与试验研究》文中研究说明钢管结构构造简洁,造型优美,常用于大跨度钢结构体系中。节点采用管件直接焊接,存在较为严重的应力集中。钢管节点承载力研究一直是国内外的热点。本文介绍了管节点承载力的研究现状,概述了国内外相关规范关于管节点承载力计算的内容,应用有限元方法进行了节点承载力的参数分析。研究内容包括:(1)TX型圆管节点在空间作用下的承载力。分析了节点在平面外弯矩作用下的承载力,结合圆环模型和非线性回归分析,得出了承载力计算公式。在此基础上,分析了节点在组合弯矩作用下的承载力,并将平面节点的承载力公式推广到空间节点。(2)荷载路径对TX型圆管节点轴向承载力的影响。研究表明,不同荷载路径对TX型圆管节点轴向承载力的影响是可以忽略的。(3)弦管轴向应力对TX型圆管节点轴向承载力的影响。弦管压应力总是降低节点承载力。而拉应力较小时,节点承载力可能反而升高;只有当拉应力较高时,承载力才降低,但降低程度小于压应力的情况。(4)弦管轴向应力对TX型矩形管节点和XX型矩形管节点轴向承载力的影响。弦管压应力总是降低节点承载力,但拉应力对承载力的影响基本上可以忽略。(5)弦管长度和边界条件对TT型圆管节点轴向承载力的影响。这两个因素对第一种破坏模式的节点的承载力影响较为显着,而对第二种破坏模式的节点的承载力影响很小。(6)结合江西吉安白鹭大桥工程,提出了吊索与钢管拱焊接节点,采用ANSYS建模分析了叁种节点方案在不同荷载工况下的应力和变形特征以及承载性能。在有限元分析的基础上,进行了足尺节点的承载力试验,监测了应力和变形状态,并与有限元计算结果作了对比,证明节点设计受力合理,满足工程要求。
王元清, 石永久, 祝磊, 贺东哲[2]2004年在《方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析》文中研究表明以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。
刘利文[3]2018年在《插板加强型空间管节点试验及分析》文中研究表明空间钢管结构节点承载能力设计是该类结构设计时需要考虑的重要环节之一,目前国内外有关钢管节点的研究多集中于平面节点及简单规则的空间节点,但对于造型复杂空间节点的研究较为罕见,而该类节点常用外插板的构造来改善节点的受力性能,但目前尚无相应的承载能力设计方法,为促进其在工程当中的应用,因此有必要展开对该类构造措施节点承载性能的影响研究。本文以成都绿地航校超高层建筑工程为背景,对工程中两个插板加强型关键节点进行了在设计荷载作用下1:2缩尺模型的静力承载性能试验,试验结果表明节点多根管件交汇部位相对其它部位应力较大,插板的构造措施改善了该部位的应力集中现象,节点在设计荷载作用下均处于弹性阶段,节点的设计安全可靠且具有较大的安全储备。之后本文采用了ABAQUS对两关键节点进行了缩尺试验模型与足尺模型的数值模拟,试验各杆件的应力分布结果与有限元结果的对比验证了有限元模型的合理性。各杆件有限元模型中节点杆件轴力与应力分布情况与试验结果较为吻合;为了解该节点的破坏模式,ABAQUS有限元对节点的弹塑性分析表明:两个节点破坏模式均为支管破坏,A1节点(有插板)为8号杆和12号杆弯曲破坏,无插板的A1节点失效于12号杆弯曲破坏,尽管插板没有显着改善节点承载性能,但延缓了其承载力降低。A2节点(有插板)为8号杆局部屈曲破坏;A1节点主要杆件5号、9号、10号杆形成了带插板的T型节点,为掌握该类节点的承载性能,进行了有无插板节点的ABAQUS有限元的参数对比分析,参数包括主支管管径比β、主管径厚比γ、主支管管厚比τ、插板长度与主管管径比l/d_0、插板厚度与主管管径比t/t_0、插板高度与主管管径比h/d_0,结果表明插板的长度对节点承载力影响较大,厚度与高度对节点承载力影响相对较小;插板对本文试验节点(主支管管径相当)承载力提高不显着,但对主支管径差异较大(0.2<β<0.6)的T节点的承载力提高显着;在有限元参数分析的基础上提出了有插板节点基于无插板节点的承载力提高系数μ的计算方法,对于A1节点该方法的提高系数与有限元分析结果吻合良好,该方法可为工程中有插板T型节点承载能力的计算提供参考。
石磊[4]2000年在《拘束度对空间管节点受力性能的影响》文中研究表明在海上钢质平台的导管架和其它类型的空间钢管结构中，管节点是这些结构的关键构件。本课题是以丰满大坝防渗加固所使用浮式支架的空间管节点为研究对象。 本文采用有限元法对在轴力与面外弯矩作用下的40只空间DT型管节点的应力分布进行计算，用以确定空间DT型管节点的拘束度参数对节点局部应力的影响。将这些计算结果与T型节点的计算结果进行比较后，便可将T型节点的应力集中参数公式通过修正系数求得DT型节点应力集中系数的参数公式，对于修正系数的回归，本文采用两种方法，一种是传统的多元线性回归；另一种是采用人工神经网络进行回归。 本文详细论述了拘束度对空间DT型管节点受力性能的影响，并对浮式支架的管节点进行了计算，取得了较好的效果。最后讨论了DT型管节点的刚度效应和荷载互作用效应。
参考文献：
[1]. 空间管节点承载力的非线性分析与试验研究[D]. 祝磊. 清华大学. 2004
[2]. 方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析[J]. 王元清, 石永久, 祝磊, 贺东哲. 建筑结构学报. 2004
[3]. 插板加强型空间管节点试验及分析[D]. 刘利文. 西南交通大学. 2018
[4]. 拘束度对空间管节点受力性能的影响[D]. 石磊. 大连理工大学. 2000