大尺寸復(fù)雜空間相貫節(jié)點極限承載力足尺試驗研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個關(guān)鍵點是相貫節(jié)點設(shè)計，由于節(jié)點區(qū)域幾何和材料特性比較復(fù)雜，應(yīng)力集中較為嚴(yán)重，且影響因素繁多，破壞形式多樣，因此不能僅依靠力學(xué)理論推導(dǎo)來分析節(jié)點的受力狀況?？臻g相貫節(jié)由于各支管間的相互作用，節(jié)點區(qū)應(yīng)力更為復(fù)雜，現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對之沒有明確的計算方法。
　　 本文以貴陽奧林匹克體育中心主體育場工程為背景，針對其空間鋼管桁架屋蓋中的上、下弦相貫節(jié)點，進行了4個足尺寸節(jié)點破壞性試驗。詳細(xì)介紹了試驗方案、試驗過程、試

2、驗現(xiàn)象和試驗結(jié)果。根據(jù)試驗的受力全過程特點，進行了試驗數(shù)據(jù)分析，了解各加載階段相貫節(jié)點的應(yīng)力分布情況，得出了此工程節(jié)點的破壞模式。在有限元程序ANSYS中，考慮材料非線性和幾何非線性，并且嚴(yán)格按照實際試驗的加載制度及過程對節(jié)點有限元模型分步加載，從應(yīng)力、應(yīng)變和位移三方面對鋼管相貫節(jié)點進行彈塑性分析。揭示了相貫節(jié)點的受力性能、塑性區(qū)的擴展過程和節(jié)點區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分布狀態(tài)。最后按我國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)計算了節(jié)點的

3、設(shè)計承載力。將節(jié)點試驗結(jié)果、有限元計算結(jié)果和規(guī)范計算結(jié)果進行了對比。
　　 結(jié)果顯示節(jié)點在設(shè)計荷載作用下只有局部區(qū)域進入彈塑性，大部分區(qū)域處于彈性狀態(tài)，試件的承載力都能達到設(shè)計荷載水平的2.5倍以上，表明節(jié)點設(shè)計安全。對節(jié)點薄弱部位提出了加強措施。節(jié)點發(fā)生弦桿局部屈曲模式和腹桿軸向屈曲2種破壞模式。
　　 將弦桿受壓節(jié)點試驗結(jié)果與規(guī)范計算結(jié)果相比較，得出我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范節(jié)點設(shè)計公式值偏于保守的結(jié)論。節(jié)點試驗結(jié)果與有限元