X型圆钢管相贯节点平面外受弯滞回性能研究

来源 :同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pridekao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
圆钢管由于其独特的优越性能被广泛应用于空间结构中。作为整个结构的有机组成部分,钢管之间的连接即节点性能是一个重要的方面。不同轴线钢管构件之间的连接型式之一是采用相贯节点形式,即将支管直接焊接在主管的外表面,不进行任何加劲措施。X型圆钢管相贯节点广泛的应用于大跨度单层网壳等空间结构中,但对此型式节点的非刚性能研究、滞回性能研究尚未充分展开。   本文以试验为背景,结合非线性有限元分析,探讨了X型圆钢管相贯节点的平面外弯曲的滞回性能,包括承载力、破坏模式、延性和耗能等性能。研究了各几何参数对节点平面外弯矩-转角曲线的影响,建立了X型圆钢管相贯节点平面外受弯的弯矩-转角曲线方程和滞回模型。研究了支管轴力和主管内力对平面外弯矩-转角曲线的影响。   首先进行的是X型厚壁圆钢管节点平面外受弯的滞回性能试验研究。实施了3个厚壁圆钢管节点的受弯滞回试验,在试验结果的基础上结合数值分析,对X型厚壁圆钢管相贯节点的承载力、破坏模式、延性和耗能等进行了研究。研究结果表明,在合理的几何参数和焊缝质量保证下厚壁圆钢管相贯节点在平面外受弯时,可保证达到支管的全截面塑性的承载力计算值,节点承载力较高。主管壁的拉剪断裂破坏,为厚壁圆钢管节点破坏的重要特征,而普通钢管节点的主管壁破坏一般为塑性非圆化变形破坏或者主管壁冲剪破坏。厚壁圆钢管相贯节点在平面外受弯时,当支主管径比β较大时,延性和耗能等性能较好;当β较小时节点延性和耗能等性能较差。此章为后续章节的研究提供了试验基础和比较依据。   随后本文对节点进行非线性有限元分析,和试验结果对比,研究有限元模型的适应性。在试件破坏前,节点的数值模拟结果与试验结果吻合良好,采用数值模拟方法对影响相贯节点滞回性能的参数进行分析是可行的。   在试验研究和有限元模型适应性分析之后,本文对X型圆钢管相贯节点的平面外滞回模型进行研究。首先探讨了节点的变形机理,比较了直接法节点模型和间接法节点模型的优缺点,并明析了间接法模型的定义。其次总结了钢结构的包括Menegotto-Pinto在内的经典曲线方程和经典滞回模型。再次,对影响节点性能的几何参数,包括支主管外径比β、主管径厚比γ、支主管壁厚比τ、主支管夹角θ、支管平面夹角ψ,进行研究,针对各几何参数,共建立206个有限元模型进行参数分析,通过多元回归技术得出基于Menegotto-Pinto方程形式的节点平面外弯矩-转角曲线方程,与有限元模型结果拟合较好。在此基础上,给出与有限元分析结果拟合较好的X型相贯节点平面外受弯的弯矩-转角曲线的滞回关系,建立X型圆钢管相贯节点的平面外受弯滞回模型。最后,通过一个单层网壳典型算例,验证了滞回模型的准确性和有效性,考察了节点模型对整体结构的静动力响应的影响,结果表明在空间结构的静动力分析中考虑节点模型得到的结果与不考虑节点模型得到的结果在有些情况下相差较大。   本文探讨了当支管存在较小轴力时和主管存在内力时对X型节点的平面外弯矩-转角曲线的影响,各自拟合给出相应的影响系数。   最后,对于需进一步研究的课题进行了讨论。
其他文献
本文参照国内外型钢与混凝土以及光圆钢筋与混凝土的粘结试验,做了8根T型钢混凝土试件的推出试验,分析了混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率这三个因素对型钢混凝土粘
传统生物脱氮工艺存在流程较长,占地面积大,基建投资高,抗冲击负荷差等缺点,本研究旨在通过将传统A/O活性污泥法工艺与膜分离技术相结合,来提高脱氮效果。   本研究采用缺氧-好
学位
HR-EPS模块是一种比普通保温材料更为优越的新型建筑材料,具有轻质、高强、节能环保等优点。因而由HR-EPS模块构成的剪力墙结构体系在建筑行业中的应用越来越广泛。HR-EPS模
动力固结法(强夯法)在工程实践中已被证明是一种快速、经济有效的地基处理方法,现已广泛地应用于各类软弱土地基加固。但是,对于含水量很高的饱和软粘性土能否使用动力固结法
大跨度自锚式悬索桥投资大,在政治经济上具有重要地位,一旦在风荷载中遭到破坏,将会造成巨大的经济损失,因此对大跨度自锚式悬索桥进行风荷载反应分析具有非常重要的意义。本文所
学位
入渗是水分进入土体的过程,入渗问题是土力学研究的一个重要分支。水分在进入土体的过程中,大部分空气极有可能被封闭在土体孔隙中形成封闭气泡,阻碍水相的流动,使土体的渗透
本文选题来源为交通部西部交通课题特殊土改良利用科研项目,以隆林——百色高速公路膨胀土为研究对象,开展了室内机理试验、室内环境模拟试验、石灰处治膨胀土试验路段原位综合
随着城市建设的快速发展和交通、港口、码头等行业的蓬勃兴起,既有轴向受荷桩受邻近土体侧移作用的问题近年来在工程实践中更是经常遇到,如何对土体侧移作用下既有轴向受荷桩的
楼板作为火灾下受损最严重的构件,动力特性能够很好地被识别和分类。本文基于动力理论确定高温下楼板的损伤区域和损伤程度。随着楼板动力特性的改变,疏散人群与其共振成为可
一般的海工海岸混凝土结构在长期使用期间,当处于正常工作条件下时,温度不高,按照规范要求进行设计可保证结构安全及使用功能。但当结构的环境温度升高很多,可能使结构由于使