基于ADINA的空間XT型相貫節(jié)點力場和溫度場研究.pdf

1、隨著鋼結構的飛速發(fā)展，鋼管結構的使用也越來越廣泛，鋼管相貫節(jié)點在各式各樣的大跨度空間鋼管結構中發(fā)揮著舉足輕重的作用，例如體育館、地鐵站、機場航站樓、展覽館、大型工業(yè)廠房等。因此在鋼管結構設計中相貫節(jié)點設計是非常關鍵的一步。在相貫節(jié)點區(qū)域材料和幾何特性比較復雜，在焊接過程中溫度瞬態(tài)變化會在節(jié)點區(qū)域產生嚴重的殘余應力，導致節(jié)點的承載力有一定程度的降低，對結構的安全性造成影響，且節(jié)點的破壞形式多樣，僅僅依靠力學理論推導來進行節(jié)點的承載力分析具

2、有很大的局限性。同時還要考慮空間相貫節(jié)點各支管間會存在相互作用，現行鋼結構設計規(guī)范對空間節(jié)點的承載力還沒有給出明確參考的計算方法，所以對空間節(jié)點受理性能的研究有重要的實際意義。
　　本文以某體育場看臺鋼結構管桁架相貫節(jié)點設計為基礎，選取了鋼結構主體結構中采用的空間XT型相貫節(jié)點利用有限元ADINA軟件對其進行非線性有限元分析。利用有限元軟件ADINA，考慮材料非線性和幾何非線性，首先研究了空間相貫節(jié)點的軸心承載力，又進一步研究了不

3、考慮焊縫缺陷的情況下殘余應力對節(jié)點軸心承載力的影響。利用ADINA有限元分析軟件單元生死技術對節(jié)點的焊接過程進行模擬分析，重點研究了溫度場分布、應力場分布和殘余應力對節(jié)點極限承載力的影響三個方面的問題。最終得出不考慮殘余應力和考慮殘余應力情況下節(jié)點的極限承載力數據，保證在相同的計算條件下，同按照我國《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)計算的節(jié)點承載力進行對比，從而得出焊接殘余應力對空間XT型節(jié)點極限承載力的影響。
　　本

4、文中節(jié)點破壞是主管管壁的局部屈曲破壞，即主管的塑性破壞。不考慮焊縫缺陷和初始應力，相同計算條件下的有限元結果和規(guī)范計算結果差別較大，T支管有限元結果比規(guī)范計算結果要大35.7％，而X支管有限元結果和規(guī)范計算結果要大16.1％。從焊接應力場中可以看出殘余應力分布很不均勻，其最大值可達到286.2MPa，約為0.83fy。在考慮初始應力時，在相同計算條件下的有限元結果和規(guī)范計算結果仍有差別，T支管有限元結果比規(guī)范計算結果要大22.2％，而X