KK型鋼管節(jié)點受力性能與設計方法研究.pdf

1、鋼結構的復雜性決定其節(jié)點形式的多樣性,規(guī)范中的節(jié)點設計公式是在一定的假設條件下提出的,即桿件只承受軸力的作用,顯然這一假設與實際工程中受力情況并不相符,尤其是大跨度、大尺寸的相貫節(jié)點受力情況復雜,其承受軸力和彎矩的共同作用。目前小尺寸的相貫節(jié)點只承受軸力情況下進行的研究比較成熟,而對于大尺寸相貫節(jié)點復合受力情況下進行的研究比較少,因此對其展開相關研究顯得尤為重要。本文在《鋼結構設計規(guī)范》基礎上,利用有限元軟件ANSYS,通過改變節(jié)點承載

2、力的影響參數,建立不同尺寸的空間KK型圓鋼管相貫節(jié)點模型。運用單參數分析方法研究了KK型圓鋼管相貫節(jié)點分別在承受軸力、彎矩和復合力情況下的受力性能,利用正交試驗方法以及多元回歸技術對節(jié)點在各作用力下所得數據分析處理,所得結論如下:
　　1)在軸力作用下,不同尺寸KK型圓鋼管相貫節(jié)點的破壞模式;軸向極限承載力隨主管直徑與壁厚比γ減小而增大(20≤γ≤50),隨著支管與主管直徑比β增大而增大(0.3≤β≤0.6),當30°≤θ≤50°

3、值時,隨著支管與主管間的夾角θ值的增加節(jié)點的極限承載力降低,當50°≤θ≤60°時,隨著θ值的增加節(jié)點的極限承載力增加,隨著支管間的橫向夾角φ改變(90°≤φ≤120°)無明顯變化。
　　2)在彎矩作用下,不同尺寸的KK型圓鋼管相貫節(jié)點破壞模式;抗彎極限承載力隨主管直徑與壁厚比γ減小而增大(20≤γ≤50),隨著支管與主管直徑比β增大而增大(0.3≤β≤0.6),隨著支管與主管間的夾角θ值的增加節(jié)點的極限承載力降低(30°≤θ≤6

4、0°),隨著支管間的橫向夾角φ改變(90°≤φ≤120°)無明顯變化;分析得到各參數與KK型圓鋼管相貫節(jié)點抗彎承載力的關系曲線以及關系式;擬合出KK型圓鋼管相貫節(jié)點抗彎承載力計算公式,公式在滿足20≤γ≤50、0.3≤β≤0.6、30°≤θ≤60°、90°≤φ≤120°條件下符合精度要求。
　　3)在復合受力情況下,驗證了規(guī)范中KK型圓鋼管相貫節(jié)點只承受軸力作用的承載力計算公式,在實際工程中利用此公式進行節(jié)點設計結果偏于不安全,同