X型矩形鋼管焊接端板節(jié)點剛度研究.pdf

1、近年來，由于矩形鋼管卓越的材料性能和眾多的突出優(yōu)勢，使其在工業(yè)與民用建筑中的應用日漸普遍。鋼管結構中節(jié)點是一個至關重要的構件，它不僅要連接不同桿件，還需要傳遞和承受荷載。節(jié)點的力學性能直接影響著節(jié)點所在區(qū)域結構的力學性能，甚至對于整個結構都至關重要。其中，節(jié)點剛度對結構的變形控制和結構的整體穩(wěn)定性有重要影響。
　　本文是以天津某單層網(wǎng)殼鋼結構工程為研究背景，取該實際工程中的典型節(jié)點為研究對象。該工程中鋼管之間連接的節(jié)點形式是X型矩

2、形鋼管焊接端板節(jié)點，這是一類全新的節(jié)點。該節(jié)點是通過一個X形焊接端板直接連接四根矩形鋼管而成。節(jié)點區(qū)域由節(jié)點板和與節(jié)點板焊接的部分鋼管組成。節(jié)點材料單一，外觀簡潔，承載能力好。但節(jié)點的構造復雜，節(jié)點處應力集中明顯。目前，對于該類節(jié)點的剛度研究還是一片空白。為了能更全面的了解和掌握該類節(jié)點的力學性能，以促進該節(jié)點在實際工程中的應用，本文通過ANSYS軟件對這類節(jié)點的剛度性能進行了非線性有限元理論分析，具體工作如下：
　　（1）對雙向

3、貫通節(jié)點、相貫節(jié)點、X型焊接端板節(jié)點和內(nèi)加勁節(jié)點四種常見的矩形鋼管節(jié)點模型進行了有限元分析，對比分析結果表明：在綜合性能方面X型焊接端板節(jié)點最突出。
　?。?）應用單參數(shù)分析方法對節(jié)點幾何參數(shù)α、β、γ、τ、θ進行分析研究。并用Excel軟件擬合出各幾何參數(shù)與節(jié)點軸向剛度、面內(nèi)抗彎剛度和面外抗彎剛度的影響關系曲線。發(fā)現(xiàn)這些幾何參數(shù)與節(jié)點各項剛度基本成冪函數(shù)關系。研究了各幾何參數(shù)對節(jié)點剛度的影響規(guī)律。
　　（3）詳細分析了各幾