主管受压状态下K形管节点落锤动态抗冲击性能研究

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随着中国经济的不断发展,以纯钢结构和钢混结构为主的建筑结构形式的应用也越来越广泛。然而,在钢结构在某些特定环境下服役过程中,易遭到冲击荷载的作用而造成的结构的整体破坏。由于自重和其他设备的重量造成钢结构受力较为复杂,节点处主支管的受力状况会对节点的抗冲击性能有着显著地影响。所以,基于以上原因,对在复杂受力状态下管节点的抗冲击性能研究有着重要的工程意义。  本文的研究内容主要包括以下几点:  (1)进行了主管受压状态下K形管节点的冲击试验。试验主要参数包括:主支管径厚比γ等。试验获得了试件破坏模态、冲击力时程曲线、位移时程曲线等基本数据。分析试验结果表明:主管受力状态下受冲击荷载作用能增大节点的局部凹陷变形,降低节点抗冲击承载力,短时间内导致节点迅速破坏。降低主管的径厚比γ(即增大主管壁厚)可以明显增大试件的整体刚度和截面的抗弯刚度,进而减小局部凹陷变形。  (2)运用有限元模拟软件ABAQUS建立预加荷载的K形管节点落锤冲击模型。通过文献中模型的建立和与试验数据的比较验证所建立模型的可靠性。模拟结果与试验结果在冲击力时程曲线、位移时程曲线等数据指标进行了对比,结果表明:模拟结果和试验结果吻合较好。基于模拟结果可以对复杂受力状态下K形管节点的抗冲击机理进行分析。  (3)根据能量耗散机理分析节点的抗冲击承载力,通过对节点变形、冲击能量耗散、抗冲击承载力等指标的分析,得出主支管受力状态对节点冲击承载力的影响。
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