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提出大棚刚管的设计建议

作者:天津鑫鸿晟钢管有限公司 浏览: 发表时间:2021-05-13 10:23:04

    大棚刚管对钢管节点的非刚性能研究尚未充分展,以空腹格构梁结构为对象,从结构整体变形层面推导了相贯节点的刚度判定准则。以Warren型钢管格构梁和单层肋环型球面网壳为对象,针对其不同的节点特性分别采用不同的表征节点非刚性性能的单元植入结构静力及非线性数值分析程序,通过计算分析考察了节点非刚性能对结构整体行为的影响效应。

  稳定理论基础上推导了考虑节点刚度的四弯矩方程和构件群稳定方程,并将其应用于钢管桁架结构。结果表明影响半刚性钢管桁架腹杆计算长度的主要因素是腹杆与弦杆线刚度比和腹杆线刚度与节点局部刚度比。通过编制计算程序求取了计算长度数值解,制成了可供设计使用的计算用表和简化计算公式。以等节间 Warren型钢管桁架为例证明了在腹杆计算长度分析中考虑相贯节点刚度的意义。第6章为本书的批试验研究,即圆钢管相贯节点滞回性能试验。将8个相贯节点试件分成2组分别进行在轴力和弯曲荷载作用下的滞回性能试验从试验现象出发,分别从节点承载力、刚度、延性和耗散等角度对荷载-位移滞回曲线进行了综合分析和对比,并通过分析节点域应变强度分布规律探求了节点在反复荷载下的破坏机理。第7章为反复荷载下圆钢管相贯节点滞回性能的数值模拟与分析。在前章试验研究的基础上,采用数值模拟方法对节点试验结果进行评价,并校验数值模型。在此基础上进一步深入研究影响相贯节点滞回性能的因素。第8章为结论与展望。大棚刚管归纳全文的研究成果,提出圆钢管相贯节点性能设计建议。同时指出该领域存在的问题及需进一步研究的方向。

  非刚性能对大规模超静定结构的内力分析、稳定承载力、限强度以及振动特性都有影响。通过考虑节点刚度,大棚刚管可更为地求得结构的内力,从而对节点区域的热点应力以及节点的疲劳性能进行可靠的把握。节点的非刚性能还与稳定计算中确定杄件计算长度有关。在深人研究结构动力性能时,正确评价节点性能对结构整体刚度的影响至关重要。此外,由于采用相贯节点的钢管结构的节点效率大多小于1.0,即节点承载力往往低于杆件承载力,当结构处于抗震设防区域时,较大的作用完全可能在杆件内引发超过节点设计内力的荷载效应。正是由于钢管非刚性节点在承载强度上具有这种与框架梁柱节点不同的特性,结构在强震作用下的性能更依赖于节点而非杆件。所以,把握该类节点的滞回性能并将其引入钢管结构整体动力响应分析就成为保证结构抗震性的重要课题从国际上看,节点半刚性行为的研究与在结构分析中考虑节点半刚性效应已成为结构工程学的研究热点,也是欧美日等地区和基础研究基金资助的之一。20世纪90年代初,由美国学者提出的基于性能的结构抗震设计理论代表了未来结构抗震设计的发展方向,它将节点的行为参数确认与性能评估作为其重要的组成部分,美日等国都投入许多力量进行研究。对钢管非刚性节点在变形、动力滞回和失效机理等方面的性能评价研究将对钢管结构基于性能的设计方法的建立奠定基础。


  

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