螺栓球网架在非节点横向荷载作用下承载力的试验研究

摘要

改革开放以来,网架结构在中国得到了飞速发展,其中螺栓球节点网架由于其优越性而越来越为广大设计者所接受,其应用也愈来愈越广泛.一般情况下,在网架杆件上不直接作用横向荷载,当有横向荷载作用时,例如走道、空调等,就需要另加横梁把荷载分配到节点上,以便保证网架杆为二力构件,这样即浪费材料又构造复杂.该文首先通过试验研究了在轴向力与非节点横向力作用下螺栓球节点杆件的受力性能,然后用ANSYS有限元程序进行了验证,最后通过理论公式的推导,结合试验结果,提出了螺栓球网架杆件在非节点横向力作用下的承载力计算方法.该研究成果可供设计网架时遇有非节点横向荷载时参考,也为螺栓球网架在中国更广泛的应用提供了一定的理论基础.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1网架结构特点

1.2螺栓球节点的特点与应用

1.3螺栓球节点的研究现状与有待解决的问题

1.4本文研究的内容

2试验研究

2.1试验研究的目的

2.2试件设计

2.2.1试件尺寸

2.2.2材料状况

2.3试验方法

2.3.1加载方式

2.3.2加载装置

2.3.3测点布置、测试内容及方法

2.3.4加载制度

2.4试验现象分析

2.4.1拉弯杆

2.4.2压弯杆

2.5试验结果分析

2.5.1应变分析

2.5.2横向承载力确定

3有限元分析

3.1 ANSYS程序简介

3.2实体建模

3.3网格划分

3.3.1单元属性

3.3.2网格划分

3.4支承边界条件与施加荷载

3.4.1支承边界条件

3.4.2施加荷载

3.5应力与变形分析

3.5.1轴压力与跨中横向力共同作用

3.5.2轴压力与1/3跨处横向力共同作用

3.5.3轴拉力与跨中横向力共同作用

3.5.4轴拉力与1/3跨处横向力共同作用

3.6有限元与试验结果的比较

3.6.1轴压力与横向力共同作用

3.6.2轴拉力与横向力共同作用

4理论分析

4.1有效长度系数的确定

4.2轴向压力与非节点横向力作用下横向承载力计算

4.2.1跨中作用横向力时杆件最大弯矩

4.2.2 1/3跨作用横向力时杆件最大弯矩

4.2.3应用边缘纤维屈服准则确定横向承载力

4.2.4理论值与试验值比较

4.3轴向拉力与非节点横向力作用下横向承载力计算

4.3.1跨中作用横向集中力

4.3.2 1/3跨作用横向力

4.3.3理论值与试验值比较

5结语

致谢

参考文献