探究一种新型的轻钢结构—弹簧卡节点结构的研究分析

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1、I,rv舭Ⅲ×1啊⑧天摩大兽硕士学位论文～■_瞌一．厦■毒鬟曩

2、}●■g●■■¨i学科专业：结构工程作者姓名：王成指导教师：远方ill教N：工逸鲁—L芒5Z"IT舞≈卜卜旺士2004年12月摘要弹簧卡节点结构体系是一种全新的轻钢结构体系，它的杆件、索和弹簧卡节点的布置方案来源于对结构力流的精确研究，同时又遵循了建筑结构合二为一的基本原则，形成的一种独特的、完整的结构体系。弹簧卡节点结构，具有许多优良的力学性能、巨大的经济效应和新颖的建筑造型，这些都是其它结构形式无法比拟的，因而，这种结构形式有着广阔的发展前景。但是，迄今为止，还没有哪～位学者对这种结构形式做过研究分析，所以，本文试图从各个角度

3、对这种结构做比较全面的分析，以促进这种结构能在工程实践中得以实现。本文首先结合目前钢结构的发展趋势，对轻钢结构研究现状进行了分析与探求，详细地介绍了几种常用的轻钢结构体系，进一步阐述了随着轻钢结构体系日益广泛的应用，其缺点日渐凸现。在此背景下，创造性地提出了一种崭新的结构体系一⋯一弹簧卡节点结构体系，全面阐明了其相比其他轻钢结构的优越性，进而针对其基本特性，对该结构体系进行了结构构型分析，架构了一些常用的结构细部及构型，展现了其丰富的构型设计及其建筑结构的完美结合，在此基础上，研究了弹簧卡节点结构体系的应力分布特点及技术经济特性，并与钢筋混凝土结构、砌体结构作了对比，弹簧卡节点结构优良的力学特

4、性使得材料性能能得以充分发挥，而其巨大的经济效益又确定了其在建筑领域的优势地位。而后针对弹簧卡节点结构体系的特点，根据钢结构设计规范，利用ANSYS工程分析程序，对其基本构成单元之一⋯一杆单元(钢管)进行了偏压及轴压承载力分析。偏压情况下，在仅考虑几何非线性的情况下，其荷载～位移关系及最大承载力主要与杆的计算长度、直径、壁厚、偏心、强度等因素有密切关系，尤其是偏心问题，对体系影响较大。轴压情况下，弹簧卡节点结构体系杆件稳定系数的分布规律直接决定了该结构构型的优劣。最后，运用弹簧卡节点结构体系的思想，构造了一个实例，并运用所编程序，对其作了全面地精确计算，又对其结果作了深入地分析研究。关键词：弹

5、簧卡节点结构，几何构造分析，应力对比分析，技术经济分析，稳定系数，偏心距，非线性有限单元法ABSTRACTSpringClinchJointStructureisanovellightweightsteelstructure．Itsprojectoflayingouttubes、cablesandspringclinchjointsisrootedintheexactlyresearchingabouttheinternalstressesoftheSpringClinchJointStructure，andatSalTletime，itconformstothebasicprinciplet

6、hatStructureandarchitecturemustsatisfyeachother,andformsaparticularandintegratedstructuresystem．SpringClinchJointStructurehasmanyexcellentmechanicsbehaviorandnovelarchitecturalsculpt，whichareincomparablewitllotherstructureforms．Thus．thisstructureformhaswidestdevelopmentforeground．However,thereisnota

7、nyscholarwhoonceanalyzedthisstructureformbynOW,SothisdissertationtriestomakeacomprehensiveanalysisofSpringClinchJointStructurefromvariouspointsofviewaimingtohelprealizeitsapplicationinengineeringpractice．Thepaperfirstlymentionstheresearchstatusofthelightweightsteelstructureindetail，andpresentssevera

8、llightweightstructureformsthathavewidelybeenputintoengineeringpracticeinmanybuildingfields．However,theseforms’disadvantageisbecomingmoreandmoreapparent．Tosolvetheproblem，thepapercreativelyputsforwarda