鋼管桁架結構空間KX型節(jié)點的力學性能分析.pdf

1、國內外近幾年的工程實踐表明，在大跨度空間鋼管結構中，除KK型和KT型節(jié)點外，空間KX型圓鋼管相貫節(jié)點也是一種常見的節(jié)點形式。然而，現(xiàn)行鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)還不能解決此類節(jié)點的設計問題，研究工作的滯后給工程設計的安全性和經濟性會帶來不利影響。故，本文采用大型有限元分析軟件ANSYS對空間KX型節(jié)點的靜力性能和抗震性能進行了較為全面深入的研究，以供廣大工程設計人員的參考。其主要研究內容如下：
　　 (1)對已發(fā)

2、表的相關節(jié)點的試驗結果進行非線性有限元分析，通過試驗結果與有限元結果的對比，建立了滿足精度要求、適應性較好的空間KX型節(jié)點的數(shù)值分析模型。進而討論了節(jié)點的尺寸效應，表明本文的分析結果具有普遍性。
　　 (2)探討了空間效應(荷載效應和幾何效應)影響下，KX節(jié)點隨各幾何參數(shù)(βx、τx、γ和φi)變化時的受力性能。分析表明：各幾何參數(shù)下支腹桿軸力比nXK的變化對KX節(jié)點承載力的影響顯著；將其與相應的平面K型節(jié)點承載力相比，在一定的

3、軸力比范圍內可較為保守地按相應平面節(jié)點進行設計。
　　 (3)針對特定的節(jié)點破壞模式，進一步研究了空間KX型節(jié)點的破壞類型，并根據(jù)分類選取具有代表性的支腹桿軸力比nXK，分別探索了整個加載過程中節(jié)點應力和塑性區(qū)的分布與發(fā)展規(guī)律。
　　 (4)在節(jié)點承受靜力荷載的作用下，研究了荷載效應和幾何效應對空間KX型節(jié)點承載力的影響關系：破壞類型一致時，支腹桿軸力比nXK對節(jié)點極限承載力的影響是獨立的，而與節(jié)點幾何參數(shù)的變化不相關。

4、
　　 (5)對于特定的幾何參數(shù)，分析了空間效應影響下KX型節(jié)點的抗震性能，通過得到的滯回曲線來評價節(jié)點的耗能能力和延性。結果表明：KX節(jié)點的抗震性能要劣于相應的平面K型節(jié)點；隨著支腹桿軸力比|nXK|的增大，節(jié)點的耗能能力和延性越來越差。
　　 (6)通過分析得到的滯回曲線，繪出了KX節(jié)點的骨架曲線，對比得出隨支腹桿軸力比nXK變化時節(jié)點骨架曲線的變化趨勢基本一致，并比較了節(jié)點分別在X平面內支桿受壓和受拉時的承載能力。