弦杆翼缘贴板加强不等宽T型矩形管节点静力性能研究

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空心管结构因其外表美观、独特的结构性能及优良的经济性能而得到广泛应用。在管结构中,当个别节点的承载能力不能满足设计需求时,对节点进行加强显然是经济有效的办法。目前,我国《钢结构设计规范》尚未列入加强节点的计算公式。本文在近些年国内外学者对加强节点研究的基础上,对弦杆翼缘贴板加强的不等宽T型矩形管节点的静力性能进行了研究,以期为我国规范修订工作有所裨益。具体内容包括:首先,运用ANSYS软件采用SOLID95单元、TARGE170和CONTA174接触单元建立此类加强节点的有限元模型,考虑了节点边界条件、圆角效应及焊缝尺寸等因素。与前人实验结果对比,验证了此节点模型的正确性。根据模拟结果,得到此类加强节点的破坏模式和确立了极限承载力的取值原则。其次,针对此类加强节点在弦杆无轴力情况下,进行大量参数分析。考虑了加强板厚度与弦杆厚度比tc/t0、加强板长度与支杆高度比lc/h1、节点支弦杆宽度比β、弦杆宽厚比γ、支弦杆厚度比τ及支弦杆高宽比η等参数对节点破坏模式、节点承载力和节点效率的影响,为工程设计提供相关理论依据。在此基础上,对此类加强节点极限承载力进行多元回归,得到较为准确的计算公式。此外,通过此类加强节点的塑性铰线模型建立,推出节点极限承载力的理论公式,同样得到较高精度。最后,针对此类加强节点在弦杆有轴力作用的情况,进行大量参数分析。在弦杆无轴力时得到的极限承载力公式基础上,给出反映节点弦杆所受轴力影响的修正系数,从而得到弦杆有轴力时的节点极限承载力公式。
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