焊接空心球節(jié)點高溫下力學性能研究.pdf

1、焊接空心球節(jié)點構造和制造均較簡單，是空間網格結構中廣泛使用的節(jié)點形式之一。網格結構為空間受力體系，節(jié)點受力較為復雜，再加之節(jié)點的母材為耐火性能較差的鋼材，在火災中節(jié)點處于高溫和高應力狀態(tài)。這就使得球節(jié)點成為網格結構中的薄弱環(huán)節(jié)，對結構整體的承載力有著重要影響。然而，目前對焊接空心球節(jié)點火災下力學性能的研究只限于簡化模型的有限元分析，沒有形成系統(tǒng)的理論。因此，有必要對焊接空心球節(jié)點的抗火性能進行深入研究，掌握其在火災發(fā)生時的破壞規(guī)律，從而

2、設法提高其抗火能力，有利于確保網格結構整體的安全性能和保護人們生命財產安全。 針對焊接空心球節(jié)點抗火研究現(xiàn)狀，本文采用試驗的方法對其在恒定高溫下的力學性能進行了研究，并基于現(xiàn)有的鋼材高溫性能本構關系和試驗的實際溫度變化曲線，采用有限元方法對試驗中焊接空心球節(jié)點進行了數(shù)值模擬分析，主要研究內容如下： (1)焊接空心球節(jié)點恒溫加載試驗 采用火災試驗的方法研究了焊接空心球節(jié)點在恒定高溫下持續(xù)施加軸向荷載的力學性能。重點

3、研究恒溫加載下，球節(jié)點的承載力、溫度場分布、軸向變形等內容，并深入分析了節(jié)點高溫下的破壞形態(tài)和形成原因。 (2)按試驗的實際溫度曲線模擬焊接空心球節(jié)點力學性能 將擬合的實際溫度曲線作為焊接空心球節(jié)點的溫度輸入，計算了三個不同溫度下，球節(jié)點的溫度場、軸向變形、極限承載力，并與試驗結果進行對比分析。 (3)擬合出了焊接空心球節(jié)點各溫度下極限承載力降低系數(shù)的經驗公式 提出一種簡化的球節(jié)點高溫承載力計算方法，并用