平板网架结构中钢管-焊接空心球节点连接常幅疲劳性能的理论与试验研究

摘要

网架结构是一种高次超静定的空间结构，作为一种工厂预制、现场装配、适于工业化生产的结构形式，由于其外形美观、受力合理、制作简单、适用跨度大等优点，近年来在我国发展迅速。在悬挂吊车作用下焊接空心球节点网架结构在国内的应用也越来越广泛，由悬挂吊车带来的网架结构疲劳问题也逐渐引起国内外工程界和学术界的关注。而疲劳试验是目前工程界公认的最能揭示节点或构件疲劳性能的方法，具有直接性和可靠性的优点。然而疲劳试验周期长、耗资大而且影响因素较多，使得这项工作在国内外进展比较缓慢。
　　 本文作为国家自然科学基金项目的子课题之一，依托国家自然科学基金项目(50678109)的资助，以平板网架结构中钢管—焊接空心球节点连接的常幅疲劳性能为研究对象，开展以下研究工作，并取得了一些成果。
　　 1、设计了一套高效、平稳、可靠的试验加载装置，通过此装置可以较好的完成全部试件的疲劳试验工作。
　　 2、设计并制作了用于疲劳试验的钢管—焊接空心球节点试件，试件加工的质量及精度满足试验要求。
　　 3、对钢管—焊接空心球节点进行应力分析。
　　 4、通过对试件的常幅疲劳试验，得到了钢管—焊接空心球节点连接的15个试验数据。对常幅疲劳试验数据进行全面、系统的回归分析，得到了对应的S-N曲线。
　　 5、对15个疲劳断口进行了金相分析，并分析了对疲劳试验数据影响较大的一些不确定因素。
　　 6、建立了常幅疲劳设计方法。
　　 本文的研究成果为《网架结构设计与施工规程》中疲劳设计方法的建立提供了一定的参考依据。