圓鋼管X型相貫節(jié)點(diǎn)剛度及其對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文圓鋼管X型相貫節(jié)點(diǎn)剛度及其對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響姓名：邱國(guó)志申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：趙金城20081101圓鋼管X型相貫節(jié)點(diǎn)剛度及其對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響II度；總結(jié)了相貫節(jié)點(diǎn)軸向剛度隨各參數(shù)的變化規(guī)律，提出無量綱參數(shù)節(jié)點(diǎn)軸向剛度因子Nη和承載力因子Nω的概念，在總結(jié)歸納二者之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出NηNω關(guān)系曲線的形式，通過多元回歸技術(shù)得到Nη與Nω之間的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而得到了X型相貫節(jié)點(diǎn)軸向剛度的計(jì)

2、算公式。通過對(duì)142個(gè)X型相貫節(jié)點(diǎn)模型分別在平面外彎矩和平面內(nèi)彎矩作用下的非線性有限元分析，得到了不同參數(shù)條件下節(jié)點(diǎn)承受彎矩與節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系曲線、破壞模式和應(yīng)力分布規(guī)律；通過計(jì)算得到了相貫節(jié)點(diǎn)平面外彎曲剛度與平面內(nèi)彎曲剛度；總結(jié)了相貫節(jié)點(diǎn)平面外彎曲剛度與平面內(nèi)彎曲剛度隨各參數(shù)的變化規(guī)律，提出無量綱參數(shù)節(jié)點(diǎn)彎曲剛度因子Wη、Iη和承載力因子Wω、Iω的概念，提出二者之間關(guān)系曲線的形式，通過多元回歸技術(shù)得到Wη與Wω、Iη與Iω之間的函

3、數(shù)關(guān)系，進(jìn)而得到X型相貫節(jié)點(diǎn)平面外彎曲剛度與平面內(nèi)彎曲剛度的計(jì)算公式。從試驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算兩個(gè)方面分析了相貫節(jié)點(diǎn)剛度之后，建立了相貫節(jié)點(diǎn)剛度在整體結(jié)構(gòu)分析中的數(shù)值模型，將本文得出的X型相貫節(jié)點(diǎn)剛度的計(jì)算公式，引入到管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件STCAD的靜力分析和整體穩(wěn)定性分析模塊，對(duì)采用X型相貫節(jié)點(diǎn)的典型結(jié)構(gòu)——肋環(huán)型單層網(wǎng)殼算例和某體育館單層鋼管結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行了靜力及整體穩(wěn)定性分析，考察了X型相貫節(jié)點(diǎn)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)受力、變形及穩(wěn)定性的影響。計(jì)算結(jié)果表明

4、，相貫節(jié)點(diǎn)剛度對(duì)單層網(wǎng)殼鋼管結(jié)構(gòu)的整體性能影響很大，對(duì)于該體育館結(jié)構(gòu)，考慮節(jié)點(diǎn)剛度影響時(shí)，分析得到的臨界荷載因子比不考慮節(jié)點(diǎn)剛度（全部按剛接節(jié)點(diǎn)處理）時(shí)降低可達(dá)50%左右；如果整體分析時(shí)將節(jié)點(diǎn)剛度假設(shè)為定值（僅與幾何參數(shù)有關(guān)的初始節(jié)點(diǎn)剛度值），得到的臨界荷載因子比采用本文回歸公式計(jì)算相貫節(jié)點(diǎn)剛度時(shí)高30%左右。說明考慮相貫節(jié)點(diǎn)剛度的影響進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，不宜將節(jié)點(diǎn)剛度假設(shè)為定值，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)受力的增加使節(jié)點(diǎn)剛度減小的影響。最后，對(duì)于需要進(jìn)一