太原火車南站復(fù)雜焊接矩形相貫節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)加載過程及應(yīng)力集中的分析.pdf

1、鋼管桁架結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)中一種典型的結(jié)構(gòu)體系，具有力學(xué)性能優(yōu)良、外型簡(jiǎn)單、造型美觀、建筑表現(xiàn)力好、施工和維護(hù)方便、節(jié)省材料等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)尤其是大跨度空間結(jié)構(gòu)。在桁架結(jié)構(gòu)中廣泛使用的空間相貫節(jié)點(diǎn)由于各主支管間的相互作用會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)區(qū)受力極其復(fù)雜，應(yīng)力集中較為嚴(yán)重，破壞形式多樣，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
　　 本論文以“太原火車南站站房工程屋蓋鋼桁架結(jié)構(gòu)”為選題背景，在用MIDAS有限元軟件對(duì)整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行整

2、體建模的基礎(chǔ)之上得到其中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)—8號(hào)節(jié)點(diǎn)在最不利工況下的荷載設(shè)計(jì)值，然后以此節(jié)點(diǎn)為主要研究對(duì)象，應(yīng)用有限元軟件Ansys對(duì)其進(jìn)行加載過程及應(yīng)力集中的分析。本論文的主要工作如下:
　　 (1)利用MIDAS有限元軟件得到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)—8號(hào)節(jié)點(diǎn)各桿件最大的軸力設(shè)計(jì)值及對(duì)應(yīng)工況，為實(shí)驗(yàn)室的后續(xù)實(shí)驗(yàn)和節(jié)點(diǎn)的理論分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 (2)參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，確定8號(hào)節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)分析時(shí)所需選用的單元類型、實(shí)常數(shù)、幾何參數(shù)、荷載形

3、式、加載方法及網(wǎng)格劃分時(shí)的注意事項(xiàng)。
　　 (3)利用Ansys有限元軟件對(duì)該8號(hào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，使用前面分析得出的荷載設(shè)計(jì)值對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加載過程的受力分析，通過建立十個(gè)荷載步，分別得到桿件2-桿件8單根桿件在同時(shí)加載的過程中與主管1A(1B)相貫處的等效應(yīng)力圖，說明了桿件最先屈服失效的位置，并得到各個(gè)桿件在彈性階段下所加的最大荷載值。在節(jié)點(diǎn)整體分析時(shí)，桿件端部最大應(yīng)力點(diǎn)失效破壞時(shí)的屈服荷載比例有所差異，得出個(gè)8支管端部屈服失效的

4、先后順序。
　　 (4)應(yīng)用Ansys路徑映射技術(shù)，得出8號(hào)節(jié)點(diǎn)各個(gè)主管與支管相貫處四個(gè)面上應(yīng)力的最大值即熱點(diǎn)應(yīng)力，和各個(gè)桿件中部的應(yīng)力值即名義應(yīng)力，通過公式計(jì)算得到該桿件的應(yīng)力集中系數(shù)。通過分析發(fā)現(xiàn):各個(gè)桿件端部和中部的應(yīng)力都存在著不小的差距，說明每個(gè)桿件都存在著應(yīng)力集中現(xiàn)象;同一桿件不同面上的應(yīng)力存在著明顯的差別，每個(gè)桿件的應(yīng)力集中程度有所不同。
　　 本文對(duì)復(fù)雜空間相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論分析，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)和類似工程的節(jié)點(diǎn)