焊接空心球節(jié)點(diǎn)高溫下力學(xué)性能研究.pdf

1、焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和制造均較簡(jiǎn)單，是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中廣泛使用的節(jié)點(diǎn)形式之一。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為空間受力體系，節(jié)點(diǎn)受力較為復(fù)雜，再加之節(jié)點(diǎn)的母材為耐火性能較差的鋼材，在火災(zāi)中節(jié)點(diǎn)處于高溫和高應(yīng)力狀態(tài)。這就使得球節(jié)點(diǎn)成為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體的承載力有著重要影響。然而，目前對(duì)焊接空心球節(jié)點(diǎn)火災(zāi)下力學(xué)性能的研究只限于簡(jiǎn)化模型的有限元分析，沒(méi)有形成系統(tǒng)的理論。因此，有必要對(duì)焊接空心球節(jié)點(diǎn)的抗火性能進(jìn)行深入研究，掌握其在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的破壞規(guī)律，從而

2、設(shè)法提高其抗火能力，有利于確保網(wǎng)格結(jié)構(gòu)整體的安全性能和保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全。 針對(duì)焊接空心球節(jié)點(diǎn)抗火研究現(xiàn)狀，本文采用試驗(yàn)的方法對(duì)其在恒定高溫下的力學(xué)性能進(jìn)行了研究，并基于現(xiàn)有的鋼材高溫性能本構(gòu)關(guān)系和試驗(yàn)的實(shí)際溫度變化曲線，采用有限元方法對(duì)試驗(yàn)中焊接空心球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)焊接空心球節(jié)點(diǎn)恒溫加載試驗(yàn) 采用火災(zāi)試驗(yàn)的方法研究了焊接空心球節(jié)點(diǎn)在恒定高溫下持續(xù)施加軸向荷載的力學(xué)性能。重點(diǎn)

3、研究恒溫加載下，球節(jié)點(diǎn)的承載力、溫度場(chǎng)分布、軸向變形等內(nèi)容，并深入分析了節(jié)點(diǎn)高溫下的破壞形態(tài)和形成原因。 (2)按試驗(yàn)的實(shí)際溫度曲線模擬焊接空心球節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能 將擬合的實(shí)際溫度曲線作為焊接空心球節(jié)點(diǎn)的溫度輸入，計(jì)算了三個(gè)不同溫度下，球節(jié)點(diǎn)的溫度場(chǎng)、軸向變形、極限承載力，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 (3)擬合出了焊接空心球節(jié)點(diǎn)各溫度下極限承載力降低系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式 提出一種簡(jiǎn)化的球節(jié)點(diǎn)高溫承載力計(jì)算方法，并用