文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
空间KT型圆钢管相贯节点极限承载力研究
姓名:郑伯兴
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:舒兴平
20070508
硕士学位论文
摘要
空间 KT 型圆钢管相贯节点是钢管结构中一种基本的节点形式。在以往的 KT
型圆钢管相贯节点极限承载力研究中,通常假定支杆截面几何参数和腹杆一样;
假定弦杆不受力,支杆和腹杆所受轴力一致。而实际工程中,KT 型节点各杆件
的截面几何参数是不一致的;弦杆是受力的,支杆和腹杆所受轴力在一般情况下
也是不同的。
本文在充分考虑几何非线性和材料非线性的基础上,采用有限元方法对 156
个 KT 节点进行了非线性分析。分析时考虑了六个无量纲参数,即支杆直径与弦
杆的直径之比β1 (β1=R1/R0);支杆壁厚与弦杆壁厚之比τ1(τ1=t1/T);腹杆直径与
弦杆的直径之比β2 ( β2=R2/R0);腹杆壁厚与弦杆壁厚之比τ2(τ2=t2/T); 弦杆的直
径与壁厚之比γ(γ=R0/T)以及两腹杆间隙 a 对 KT 型节点破坏模式和极限承载力
的影响,分析结果揭示了各参数对节点承载力的影响规律,阐述了节点三种主要
破坏模式:支杆强度破坏、腹杆轴向屈曲和弦杆局部屈曲。在弦杆压力作用下,
节点极限承载力下降,同时节点承载力随着支杆和腹杆所受轴力比值的不同而改
变。
焊缝对节点的影响是钢管节点承载力性能的另一重要因素。实际工程设计中,
钢管相贯节点一般都不考虑焊缝的存在,即假定焊缝与母材等强。本文对 8 个考
虑焊缝对节点极限承载力影响的 KT 型圆钢管相贯节点进行有限元分析,同时跟
不考虑焊缝影响的 8 个 KT 型节点进行比较,结果表明,考虑焊缝的节点承载力
有所提高。
本文对空间 KT 型节点各参数以及焊缝对节点极限承载力的影响进行了有限
元研究,提出了 KT 型节点简化承载力设计公式。本文为我国钢结构规范 KT 型
圆钢管节点承载力计算公式的建立提供了有意义的参考。
关键词: KT 型节点,非线性有限元分析,极限承载力,焊缝,设计公式
II
空间 KT 型圆钢管相贯节点极限承载力研究
Abstract
Tubular KT-joints is one of the fundamental joint configurations in tubular
structures. In the research on the ultimate strength of KT-joints before, it is assumed
that section geometry parameters of all branches are the same,meanwhile,chord is not
under force and force of different branch is the , it is not consistent
with the practice conditions.
Analysis of nonlinear finite-element which takes geometric and material to into
consideration for ultimate strength of 156 tubular KT-joints is carried out in this
dissertation. The influence of nondimensional joints parameters β1 、β2、、τ1、τ2、、γ and
a on failure mode and ultimate strength of tubular KT-joints is studied. The effect law
of these parameters to the ultimate strength of KT-joints is described, and there are
three major failure modes: branch strength failure、branch failure and chord local
buckling failure. The ultimate strength of the KT-joints goes down under the force of
the chord, and changes as the difference of