钢管混凝土桁架焊接节点热点应力集中系数研究

摘要

钢管混凝土桁架连接节点构造复杂,焊缝区域应力集中程度高,是疲劳易损部位.根据钢管混凝土桁架两种主要节点构造形式,焊接管节点和管-板焊接节点,利用ANSYS有限元软件分别建立了K型相贯节点、管-板节点和扫把型节点空间模型,基于国际焊接协会(IIW)和挪威船级社(DNV)提出的热点应力计算方法,完成节点连接焊缝处,热点应力的数值分析.讨论了主管受拉,支管在典型荷载作用下,三种焊接节点焊趾处的热点应力集中系数.研究结果表明,管节点剪应力幅很小,正应力集中系数较大;管-板节点应力集中程度低,最大热点应力集中出现在管-板节点节点板端部;扫把型节点应力集中程度与管-板节点接近,但构造相对复杂.管节点造型美观,连接形式灵活,管-板节点焊缝构造简单,依照基于热点应力S-N曲线的疲劳性能评估方法,钢管混凝土桁架结构采用管-板节点时,具有较好的抗疲劳性能.