K型鑄鋼節(jié)點研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)因其具有輕巧美觀,用鋼量省等優(yōu)點,在我國得到了迅速的發(fā)展,應(yīng)用范圍也愈來愈廣.鑄鋼節(jié)點在現(xiàn)代大跨鋼管結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)出了造型美觀、可塑性強、受力安全合理等優(yōu)點,正在逐漸被工程設(shè)計人員應(yīng)用于工程實際之中.本文利用有限元分析軟件-ANSYS實現(xiàn)了對K型鑄鋼節(jié)點與鋼管相貫節(jié)點在強度和節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度上的對比,并對K型鑄鋼節(jié)點在若干關(guān)鍵幾何參數(shù)變化情況下進(jìn)行了彈塑性大應(yīng)變分析,并跟蹤節(jié)點在整個加載階段各點的應(yīng)力、應(yīng)變變化過程,計算出了節(jié)點的極限承

2、載力.在非線性有限元求解過程中,考慮了網(wǎng)絡(luò)精度、邊界條件、材料特性等因素,結(jié)合10節(jié)點實體單元和4節(jié)點殼單元各自的特點分別應(yīng)用于鑄鋼節(jié)點和與之焊接的鋼管,使得到的極限承載力具有較高的工程精度.分析證明,通過合理的設(shè)計,可以使K型鑄鋼節(jié)點只在與鋼管連接接口處發(fā)生軸向屈服破壞,避免了一般K型鋼管相貫節(jié)點的支管拉壓共同作用下過度變形破壞和沖切破壞,提高了結(jié)構(gòu)連接的安全度.通過對K型鑄鋼節(jié)點與K型鋼管相貫節(jié)點的有限元分析表明,K型鑄鋼節(jié)點應(yīng)用于

3、結(jié)構(gòu)后,節(jié)點連接不能按照相貫節(jié)點鉸接假設(shè)計算,也不可按照簡單剛接考慮.K型鑄鋼節(jié)點存在剛域,使得與之相連的桿件轉(zhuǎn)動會受到剛域的約束,計算長度進(jìn)一步降低.本文通過計算與公式推導(dǎo)相結(jié)合的辦法,提出了一種計算K型鑄鋼節(jié)點剛域長度的方法.對影響剛域長度的若干幾何參數(shù)進(jìn)行了分析,給出了節(jié)點剛域長度隨幾何參數(shù)的變化趨勢,并根據(jù)該趨勢通過數(shù)值擬合的方式提出了計算公式.最后,本文結(jié)合鑄鋼節(jié)點的鑄造生產(chǎn)工藝對節(jié)點構(gòu)造的合理性進(jìn)行了探討,提出了對實際工程設(shè)