钢管相贯鼓式节点的承载力研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:cbiba123
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空间钢管相贯节点在同一根主管上焊接多根支管,导致主管受力复杂,由于支管直径很大,甚至会出现与主管直接相贯的范围超出主管直径的情况,本文提出新型钢管相贯鼓式节点(简称鼓型节点),成为解决此类问题的有效途径。本文利用ANSYS非线性有限元分析方法,对K型圆钢管相贯鼓式节点,分析了封板角度、外筒壁厚和封板厚度、外筒长度、外简直径对节点的抗拉极限承载力的影响。研究结果表明,合理的利用鼓型节点的构造,可以有效提高节点的抗拉极限承载力,增加连接杆件的数目,改善节点的受力性能。鼓型节点设加强环才能体现出它的优势,加强环布置于鼓型节点主管内筒与外筒之间,它将支管传递到外筒的荷载再传递到内筒,并作为外筒筒壁的面外支撑。以K型鼓式钢管节点为例,分别计算了在主支管相交区设置不同方式、不同数量、不同厚度和尺寸加强环时节点的极限承载力和刚度,并与非加强K型圆钢管相贯节点的极限承载力比较。结果表明,合理设置加强环能有效提高节点的极限承载力和刚度。钢管搭接节点是一种在空间结构中常见的节点形式,本文对平面K型及空间KK型圆钢管搭接节点的极限承载力进行了非线性有限元分析。研究表明,圆钢管搭接节点的受力性能与有间隙的相贯节点有明显的差别,设计计算时应分别考虑。在不同的加载方式下,隐藏部分焊接与否的影响不同,但由于实际工程中受力情况比较复杂,建议隐藏部分焊接。取X型圆钢相贯鼓式钢管节点分析,研究了外筒壁厚和封板厚度、封板角度、外筒长度、外筒直径对节点的抗拉极限承载力的影响。计算了外筒偏轴设置时鼓型钢管节点的抗拉极限承载力,与相应焊接空心球节点进行比较。结果表明,鼓型钢管节点可以提高钢管节点的抗拉极限承载力和刚度,在一定程度上其抗拉承载力高于焊接空心球节点。
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