【摘 要】
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结构在施工过程中,荷载与结构构造不断变化,导致结构应力重分布等内力调整,准确把握结构整体变形情况、最大应力情况以及施工过程中结构的响应变化有利于保证结构施工安全。销轴节点是钢结构中应用范围较为广泛的连接节点,节点性能对于钢结构响应有较大影响。节点刚度特性的改变会影响结构位移响应和构件安装精度。但是基于宏观尺度模型的结构施工分析,难以反映局部关键节点位移响应及应力状态,有必要开展考虑节点刚度特性的结
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:“基于响应关联的空间网格钢结构损伤劣化感知机理与监测方法”,项目编号为:51978214;
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结构在施工过程中,荷载与结构构造不断变化,导致结构应力重分布等内力调整,准确把握结构整体变形情况、最大应力情况以及施工过程中结构的响应变化有利于保证结构施工安全。销轴节点是钢结构中应用范围较为广泛的连接节点,节点性能对于钢结构响应有较大影响。节点刚度特性的改变会影响结构位移响应和构件安装精度。但是基于宏观尺度模型的结构施工分析,难以反映局部关键节点位移响应及应力状态,有必要开展考虑节点刚度特性的结构施工响应跟踪方法的研究。考虑节点刚度的关键节点筛选方法。设定六种单位荷载形式,包括轴力、y向剪力、z向剪力、y向弯矩、z向弯矩及扭矩。设定节点刚度为铰接与刚接两种刚度类型,包括X向转动、Y向转动及同时改变X、Y向转动的铰接与刚接;提取不同单位荷载形式与不同刚度类型下的节点位移、内力、应力响应,对比节点位移、内力及应力在铰接及刚接状态下的相对变化值大小,确定不同荷载形式下结构的敏感性节点刚度类型。提取节点刚接与铰接下结构响应相对变化值,对比由于刚度变化引起的结构响应变化值与规范要求的结构响应限值,确定需要考虑节点刚度特性的关键节点。节点细观尺度模型的转动刚度确定方法。考虑由于销轴节点耳板与耳板之间的接触区域摩擦因数对于节点刚度特性的影响,建立销轴节点三维有限元模型。通过相对变形法及挠度法计算节点转角,提取转角时程曲线。根据施加荷载参考点的反力作用值提取节点弯矩时程曲线,进而建立节点的弯矩和转角的映射关系,确定弹性阶段内的节点转动刚度,为整体模型中销轴节点半刚度特性参数设置提供参考。考虑节点刚度特性的结构施工响应跟踪。针对金地大百汇塔冠结构,通过对比考虑节点刚度特性的修正模型与传统铰接模型的结构响应情况,分析节点刚度对结构响应的影响规律。并结合监测数据,验证本文所提基于节点刚度的结构模型更新方法可以得到更符合结构实际施工过程的模型。进一步基于修正模型开展金地大百汇塔冠结构不同施工阶段响应拓展分析及跟踪控制,对比塔冠结构的实际位移数据,论证本文所提方法应用于实际结构施工过程的响应跟踪及预测的有效性。
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