钻石鸟嘴式K型节点静力性能分析

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方钢管结构由于优良的结构性能,在工程中的应用越来越广泛。K型节点是方钢管结构中常见的节点形式,将常规K型节点的弦杆和腹杆分别绕其纵轴旋转45°,形成一种新型的节点形式,称之为钻石鸟嘴式K型节点。现今学者们对常规K型节点的研究已较成熟,但是关于钻石鸟嘴式K型节点的研究很有限,各国规范中亦没有关于钻石鸟嘴式节点强度的计算公式,这就制约了该节点形式的应用。本文利用ANSYS软件对间隙钻石鸟嘴式K型节点和常规K型节点进行了全面系统的非线性有限元分析,得到一定的结论供工程设计参考。本文的主要工作为:(1)分别分析了钻石鸟嘴式K型节点在弦杆无轴向荷载和有轴向荷载时,典型节点的破坏模式、塑性发展情况,全面考察了几何参数(g、β、γ、τ、θ)的变化对节点荷载-位移曲线、破坏模式、极限承载力的影响规律。(2)研究了各几何参数取不同值时,弦杆轴向荷载的大小对钻石鸟嘴式K型节点极限承载力的影响规律。(3)对比具有相同几何参数的常规K型节点和钻石鸟嘴式K型节点的极限承载力,分析不同参数范围内两者承载力的异同,并得出钻石鸟嘴式K型节点优于常规节点的参数范围。(4)分析钻石鸟嘴式K型节点极限承载力的有限元计算结果,并进行线性回归,得到此类节点极限承载力的建议公式,供工程设计参考。
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