直接焊接K型、KK型间隙方管节点静力性能的研究

摘要

K型、KK型间隙方管节点是直接焊接方管节点中一种常用的节点形式.本文利用ANSYS非线性有限元的分析方法,采用典型节点分析与较大规模几何参数分析相结合的研究手段,对弦杆有、无轴向压力作用下K型、KK型间隙方管节点的静力工作性能进行了研究.全文共计算节点约360个,不仅跟踪了节点荷载—位移曲线的的全过程,而且全面考察了各主要参数对节点刚度、极限承载力、变形、失效模式的影响,得出了各主要参数对弦杆有、无轴向压力作用下K型、KK型间隙方管节点的静力性能的影响规律;得出了各主要参数对弦杆有、无轴向压力作用下KK型与参数相对应K型节点强度比值的影响规律;同时,将有限元分析结果与现行钢结构设计规范(GB50017-2003)公式计算结果对比,指出了公式中的不足之处和有待于进一步研究的问题.探讨了各参数为定值时,弦杆在不同的轴向压力作用下,节点静力性能的变化规律.最后,就三个主要参数支杆间隙尺寸g、弦杆宽厚比γ、腹杆平面偏移量b<,c>,对弦杆有、无轴压作用下腹杆偏离弦杆纵向轴线的KK型间隙方管节点静力性能的影响规律也做了较深入的研究.

目录

文摘

英文文摘

物理量名称及符号表

第1章绪论

1.1概述

1.2直接焊接钢管节点的研究现状

1.2.1直接焊接钢管节点的分类

1.2.2直接焊接钢管节点的失效模式

1.2.3直接焊接钢管节点的研究方法

1.2.4直接焊接钢管节点的研究现状

1.3本文的研究工作

第2章节点的有限元分析

2.1计算程序简介

2.1.1 ANSYS有限元程序简介

2.1.2非线性方程求解

2.2有限元模型的建立

2.2.1节点模型的单元

2.2.2有限元模型中的若干问题及确定

2.3本章小结

第3章弦杆无轴向压力下K型、KK型间隙方钢管节点的静力性能

3.1概述

3.2节点的失效准则

3.3典型节点的静力性能

3.3.1平面K型间隙方钢管节点的静力性能

3.3.2空间K型间隙方钢管节点的静力性能

3.4主要影响参数分析

3.4.1支杆间隙尺寸g

3.4.2支弦杆宽度比β

3.4.3弦杆宽厚比γ

3.4.4支弦杆壁厚比τi

3.4.5支弦杆夹角θi

3.4.6支杆高度与弦杆宽度比ηi

3.4.7尺寸效应

3.5本章小节

第4章弦杆轴向压力作用下K型、KK型间隙方钢管节点的静力性能

4.1概述

4.2典型节点的静力性能

4.2.1弦杆轴向压力作用下K型间隙方钢管节点的静力性能

4.2.2弦杆轴向压力作用下KK型间隙方钢管节点的静力性能

4.3主要影响参数分析

4.3.1支杆间隙尺寸g

4.3.2支弦杆宽度比β

4.3.3弦杆宽厚比γ

4.3.4支弦杆壁厚比τi

4.3.5支弦杆夹角θi

4.3.6支杆高度与弦杆宽度比ηi

4.3.7尺寸效应

4.4腹杆偏离弦杆纵向轴线KK型间隙方管节点的静力性能

4.4.1概述

4.4.2主要影响参数分析

4.5本章小结

结论

参考文献

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致谢