文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
圆钢管相贯节点的非刚性能研究
姓名:雷永富
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:龚景海
20070201
上海交通大学硕士学位论文摘要
圆钢管相贯节点的非刚性能研究
摘要
近来,圆钢管结构在公共建筑、中高层建筑中的应用越来越广泛。
钢管结构中管与管之间的连接通常采用相贯节点型式,即将一构件直接
焊在另一构件的表面。当相贯节点受荷载作用后,其相邻杆件的连接面
发生局部变形,此时节点的位移既包括沿荷载作用方向的位移,还有由
于相邻杆件杆壁变化引起的位移。这种节点的非刚性能对钢管结构的内
力、变形和承载力都产生影响。
在对相贯节点的分析中,目前一般采用理论分析和试验分析相结合
的方法,本文结合上海交通大学体育馆相贯节点刚度试验的工程实例,
采用大型通用有限元分析软件 ANSYS 对节点的刚度进行分析。
本文首先对相贯节点非刚性能的影响参数进行系统的分析研究。从
对相贯节点变形机理的描述开始,说明节点刚度的定义。然后采用板壳
单元对大量的相贯节点模型进行了非线性有限元分析,计算结果表明,
腹杆与弦杆的外径比、腹杆与弦杆的壁厚比以及腹杆与弦杆之间的夹角
都对圆钢管相贯节点的刚度有显著的影响。
随后,本文根据上海交通大学新体育馆相贯节点刚度试验报告,对
试验试件进行了有限元分析。通过对由试验分析和有限元分析得出的荷
载位移曲线以及节点变形进行对比,可以发现运用有限元进行相贯节点
刚度分析是完全可行的,验证了有限元分析的适用性。
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
第三,本文根据上海交通大学体育馆节点刚度试验报告,提出了几
种节点刚度加强的方案,通过分析,选出其中适合于实际工程的方案,
以供实际工程参考。
最后,对需要进一步研究的课题进行讨论。
关键词:钢管结构,相贯节点,节点刚度,非刚性能
II
上海交通大学硕士学位论文摘要
NON-RIGID BEHAVIOR of CIRCULAR
TUBULAR JOINT
ABSTRACT
Steel tubes have widely used in public halls with large span and
medium-to-high rise building. Connections between hollow section steel
tubes are usually configured by welding one member directly to the surface
of the other. However, the loaded braces always cause local distortion of the
chord cross-section and hence displacement and rotations of the ends of the
braces relative to the chord axes. Non-rigid behavior of this kind of joints
will redistribute the nominal stresses, increase the deflections, and influence
the buckling loads of steel tubular structure.
At present, analysis of tubular joints is based on some theoretical
analyses and experiments. In this thesis, the large-scale general finite element
analysis software ANSYS is applied in rigidity analyses of the new
gymnasium of Shanghai Jiaotong University.
Firstly, systematical researches are performed on identification and
determination of parameters influencing non-rigid behavior of tubular joints.
Rigidity of tubular joints is de