鋼管桁架結(jié)構(gòu)空間KX型節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能分析.pdf

1、國(guó)內(nèi)外近幾年的工程實(shí)踐表明，在大跨度空間鋼管結(jié)構(gòu)中，除KK型和KT型節(jié)點(diǎn)外，空間KX型圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)也是一種常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)形式。然而，現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)還不能解決此類節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，研究工作的滯后給工程設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性會(huì)帶來(lái)不利影響。故，本文采用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)空間KX型節(jié)點(diǎn)的靜力性能和抗震性能進(jìn)行了較為全面深入的研究，以供廣大工程設(shè)計(jì)人員的參考。其主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)對(duì)已發(fā)

2、表的相關(guān)節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行非線性有限元分析，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與有限元結(jié)果的對(duì)比，建立了滿足精度要求、適應(yīng)性較好的空間KX型節(jié)點(diǎn)的數(shù)值分析模型。進(jìn)而討論了節(jié)點(diǎn)的尺寸效應(yīng)，表明本文的分析結(jié)果具有普遍性。
　　 (2)探討了空間效應(yīng)(荷載效應(yīng)和幾何效應(yīng))影響下，KX節(jié)點(diǎn)隨各幾何參數(shù)(βx、τx、γ和φi)變化時(shí)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(duì)KX節(jié)點(diǎn)承載力的影響顯著；將其與相應(yīng)的平面K型節(jié)點(diǎn)承載力相比，在一定的

3、軸力比范圍內(nèi)可較為保守地按相應(yīng)平面節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　 (3)針對(duì)特定的節(jié)點(diǎn)破壞模式，進(jìn)一步研究了空間KX型節(jié)點(diǎn)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(gè)加載過(guò)程中節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和塑性區(qū)的分布與發(fā)展規(guī)律。
　　 (4)在節(jié)點(diǎn)承受靜力荷載的作用下，研究了荷載效應(yīng)和幾何效應(yīng)對(duì)空間KX型節(jié)點(diǎn)承載力的影響關(guān)系：破壞類型一致時(shí)，支腹桿軸力比nXK對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響是獨(dú)立的，而與節(jié)點(diǎn)幾何參數(shù)的變化不相關(guān)。

4、
　　 (5)對(duì)于特定的幾何參數(shù)，分析了空間效應(yīng)影響下KX型節(jié)點(diǎn)的抗震性能，通過(guò)得到的滯回曲線來(lái)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)的耗能能力和延性。結(jié)果表明：KX節(jié)點(diǎn)的抗震性能要劣于相應(yīng)的平面K型節(jié)點(diǎn)；隨著支腹桿軸力比|nXK|的增大，節(jié)點(diǎn)的耗能能力和延性越來(lái)越差。
　　 (6)通過(guò)分析得到的滯回曲線，繪出了KX節(jié)點(diǎn)的骨架曲線，對(duì)比得出隨支腹桿軸力比nXK變化時(shí)節(jié)點(diǎn)骨架曲線的變化趨勢(shì)基本一致，并比較了節(jié)點(diǎn)分別在X平面內(nèi)支桿受壓和受拉時(shí)的承載能力。