k型圆钢管相贯节点套管加强及承载力的研究

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1、兰州交通人学硕十学位论文摘要圆钢管之间的连接即节点设计是管结构整体中的一个重要方面。相贯节点的承载力不能达到整体结构对节点强度的要求时，则应针对节点的破坏模式采取加强措施。在结构设计中杆件和节点应该是同时考虑的，不应该相互分离，忽略了节点的设计可能导致整个结构的性能受到影响。如果在荷载作用下节点不能达到稳定，改变节点杆件尺寸可能导致浪费，所以对节点进行加强。在结构使用中，由于荷载的长期作用，导致构件疲劳、变形、承载能力下降，所以为了避免局部失稳而导致破坏因此对节点进行加强。结构使用荷载的改变意味着承载力的改变，例如，高速铁路的开通运行使桁架桥梁处相贯节点荷载改变

2、，因此要对原有桥梁进行检测加固，则节点承载力更是起着关键的作用。综上所述，对节点进行加强是至关重要的。而加强相贯节点的设计方法在国内外规范中很少列入，如何合理地进行相贯节点的加强设计具有十分重要的工程实用意义。本文主要研究了钢管相贯节点的加强，在研究中参考了管节点在国内的一些试验数据和在理论方面研究的成果。对相贯节点的加强方式及其各自的特点进行了介绍，本文主要研究的是在主管外加套管的加强方式。并结合所选取的三组K型节点，利用ANSYS有限元软件结合有限应变壳Shelll81单元的功能建立了K型节点的力学模型，对数值分析模型选取了合理的边界条件以及划分了精确的网格

3、，以弹塑性大挠度方法为基础对单元节点进行非线性分析，对加强后的K型节点与普通的K型节点进行了承载力及其破坏模式的比较。同时对所选取的套管因素即套管的长度和厚度在变化时，对加强程度和一些力学性能改变进行评估和研究。本文选用的套管参数为套管长度与主管长度比Zn／L，套管厚度与主管厚度比fo厂r。同时比较分析在套管参数Zo／L、fo厂I'变化时对K型加套管节点承载力和破坏模式的影响，比较得出套管参数的优化值，并得出一些建设性的结论以及应该继续深化研究的问题。关键词：节点加强：圆钢管K型加套管节点；非线性有限元分析；有限元软件ANSYS；极限承载力；论文类型：理论研究K

4、型圆钢管相贯节点套管加强及承载力研究AbstractCircularsteeltubeconnectionsbetweennodesinthestructureasawholeareanimportantaspectofthedesign．Bearingcapacityofthejointscannotachievetheoverallstructureofthenodestrength．ItshouldbetakentOstrengthenmeasuresfornodefailuremodes．MemberSandnodesinthestructuredesi

5、gnshouldbeconsideredatthesametime，shouldnotbeseparatedfromeachother,ignoredthedesignmaycausetheentirestructureofthenodepropertiesisaffected．IfUnder．theactionof10adnodecannotreachastable，alteringtheroddimensionsmayleadtowaste，SOthenodeswerestrengthened．Inthestructure，duetothelong—term

6、effectsoftheload，resultinginfatigue,reduceddeformationandbearingcapacity,SOinordertoavoiddamagecausedbylocalbucklingandthereforetostrengthenthenode．Structureoftheloadchangemeansthatthechangeofbearingcapacity,forexample，theopeningoperationofthehigh·speedrailtrussbridgejoints，loadchang

7、e，theoriginalbridgefortestingreinforcement，nodecarryingcapacityplaysakeyrole．Oncomprehensivesocialaction，areessentialwhenthenodeisstrengthened．Andstrengthenjointsdesignmethodindomesticandforeignrarelyincludedinthespecification，howtoreasonablycarryouttheintersectingjointsstrengthening

8、designhasext