K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(diǎn),在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展,應(yīng)用范圍也愈來愈廣.鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(qiáng)、受力安全合理等優(yōu)點(diǎn),正在逐漸被工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)用于工程實(shí)際之中.本文利用有限元分析軟件-ANSYS實(shí)現(xiàn)了對(duì)K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)與鋼管相貫節(jié)點(diǎn)在強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度上的對(duì)比,并對(duì)K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(diǎn)在整個(gè)加載階段各點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變變化過程,計(jì)算出了節(jié)點(diǎn)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(diǎn)實(shí)體單元和4節(jié)點(diǎn)殼單元各自的特點(diǎn)分別應(yīng)用于鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(jì),可以使K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(duì)K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)與K型鋼管相貫節(jié)點(diǎn)的有限元分析表明,K型鑄鋼節(jié)點(diǎn)應(yīng)用于

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