圆钢管相贯节点有限元分析.pdf

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1、低温建筑技术2012年第2期(总第164期)圆钢管相贯节点有限元分析周雨斌，黄莉(1．浙江大学建筑设计研究院。杭州3100272．浙江大学建筑工程学院。杭州310058)【摘要】针对实际工程中圆钢管相贯节点进行有限元分析，对节点复杂区域的应力分布及破坏模式进行研究。分析结果表明：各杆件相贯区域是节点的薄弱部位，应力集中现象明显，应力值大于其它部位的应力值。约束端的杆的应力分布不均匀，且高于其它各杆的应力值。相贯节点的最易破坏模式为相贯区域的破坏，设计时应重点考虑。【关键词】圆钢管相贯节点；有限元分析；受力性能；破坏模式【中图分类号JTU391；TU392．

2、3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012】02—0048—03管桁结构由于具有节点形式简单、刚度大、几何、y,z方向平移的自由度。特性好、施工简单节省材料、视觉美观等优点，近年来广泛应用于大跨结构中。管桁结构与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同，其在节点处采用与杆件96OO11000D0000I10000110000l1直接焊接的相贯节点，也称为管节点。由于节点采用焊接形式，管桁结构的造型丰富，且具有简洁、流畅的②③④⑤④⑦⑧⑨⑩⑩⑤视觉效果；同时焊接形式也带来一大缺点，节点区域图1节点类型及位置分布几何构造和受力状况复杂，应力集中现象

3、较为严重，实际工程中破坏往往发生在节点区域。目前，材料采用Q345钢，材料性质：密度p=7850GB50017—2003(钢结构设计规范》中，只提供了x、T、kg／nl，弹性模量E=2．06×105MPa，屈服强．厂=K、Y型和KK型节点的承载力计算公式，并未涉及节345MPa，泊松比／z=0．3。假定材料为理想弹塑性材点复杂区域的应力分布及破坏模式。国内外学者对料，采用双线性理想弹性材料模型，遵守Von—Mises管节点的受力性能研究相对较多，但目前并未提出一屈服准则及相关的流动法则。分析时考虑材料非线个明确的相贯节点破坏形式及准则。本文针对实际性和几何

4、非线性，不考虑节点区焊缝以及残余应力对工程，对圆钢管相贯节点进行有限元分析，旨在分析钢管节点的影响。节点复杂区域的应力分布及破坏情况。a型节点位于管桁结构的边缘处，其简化计算模1工程概况型及管编号为图2；b型节点位于管桁结构的中间位本工程为温岭市某学校的体育场钢屋盖工程，钢置，其简化计算模型及管编号为图3。其中，s为约束屋盖水平投影为矩形，纵向呈波浪起伏形且两端向外端，各节点的管尺寸及轴力设计值见表1和表2。悬挑，如图1所示。本工程钢屋盖结构采用空间管桁结构，纵横桁架正交分布，纵向桁架为主受力桁架，横向桁架局部贯通。管桁节点采用圆钢管直接焊接，各杆件的连接

5、焊缝相互贯通，由于钢管杆件截面较大且一个节点连接多根杆件，故节点区域受力复杂。本工S程节点类型共两种(见图1)，选取管桁结构中两种类型节点的最不利节点进行有限元分析，研究相贯节点图28类节点计算模型图3b类节点计算模型在荷载作用下的应力分布及破坏模式。2有限元模型3有限元计算及分析采用通用有限元分析软件ANSYS对圆钢管相贯建模时，需要模拟各节点杆件端头的刚化，模拟节点进行受力性能分析。根据该工程特点，以及AN—时确定端部截面中心点，用MPCI84单元连接中心点SYS单元的基本特征和适用范围，在实际分析中，节点和截面上所有节点(图4)，以此来保证杆件端部始

6、终模型采用SOLID45单元，该单元适用于分析三维实体为平截面。施加荷载时，加在端部截面中心点上。结构，单元通过8个节点来定义，每个结点有3个沿着图5为a类节点的有限元模型，一端采用固定约50低温建筑技术2012年第2期(总第164期)异形柱节点受力性能与增强措施浅析范鹏(天津大学建筑工程学院。天津300072)【摘要】简要分析了异形柱节点的破坏形态和受力机理，对影响异形柱节点抗剪承载力的因素作了一些探讨，并提出了增强异形柱节点的几种措施。【关键词】异形柱；节点；抗剪性能；增强措施【中图分类号】TU323．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(

7、2012)02—0050—02异形柱是指截面为T形、L形、十字形及z形，肢注的课题。长与肢宽的比值小于或者等于4的钢筋混凝土柱。异1异形柱节点破坏形式形柱与梁组成的框架结构称为异形柱框架结构。由国内外历次大地震灾害调查和各高校及研究单于异形柱框架结构的柱肢宽度与填充墙及梁厚度保位试验结果表明，异形柱节点主要有四种破坏形式。持一致，使得这种结构具有使室内不出现棱角、便于(1)梁端弯曲破坏。根据“强节点弱构件”的设家具布置、减轻结构自重、扩大房间使用面积等优点，计思想，通过提高节点核心区的配箍率的方式，增大从而在住宅结构体系中得到了广泛的应用。异形柱节点的受剪

8、承载力，最终的破坏是梁端纵向钢筋屈框架结构梁与柱相交的区域，便是异