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80m球径螺栓球节点单层球面网壳稳定性能分析

发布时间:2018-01-20 11:45

  本文关键词: 单层网壳 螺栓球节点 半刚性节点 稳定性 非线性全过程分析 出处:《哈尔滨工业大学学报》2015年06期  论文类型:期刊论文


【摘要】:螺栓球节点是一类半刚性节点,能否应用到单层网壳中一直是该领域急需解决的关键问题之一,本文首先通过螺栓球节点域的有限元分析,利用已有试验研究结果,获得螺栓球系列节点的弯矩-转角关系,再通过数值方法将其引入到整体网壳的节点刚度模拟中,建立了半刚性节点网壳分析方法.在此基础上,针对沈北新区市民健身中心80 m直径单层球面网壳,采用螺栓球节点连接设计,并进一步对结构施工成形过程中的多个状态进行非线性稳定性分析,也对覆盖饰面材料后网壳的稳定性能进行了探讨.分析结果表明:在施工阶段,网壳局部杆件以受弯为主,导致水平荷载作用下1/2球的极限承载力最低,而竖向荷载作用下的3/4球则因为其上部变形较大导致其极限承载力下降较多;在网壳合拢后,受弯构件转化为以受轴向力为主,其竖向、水平极限承载力分别到达设计荷载的4.7倍和9.2倍,因此只要通过合理措施,避免施工各阶段可能出现的失稳破坏,螺栓球节点完全可以应用到单层网壳结构中.
[Abstract]:Bolt spherical joints are a kind of semi-rigid joints. Whether they can be applied to single-layer latticed shells is one of the key problems that need to be solved in this field. Firstly, the finite element analysis of the bolted sphere node domain is carried out in this paper. Based on the existing experimental results, the moment-rotation relationship of bolted spherical joints is obtained, and then the numerical method is used to simulate the node stiffness of the whole reticulated shell. The analysis method of semi-rigid node reticulated shell was established. Based on this, the single-layer spherical reticulated shell with 80 m diameter in Shenyang New District Citizen Fitness Center was designed with bolted node connection. Furthermore, the nonlinear stability analysis of several states in the process of structure construction forming is carried out, and the stability performance of the latticed shell after covering the finishing material is also discussed. The results show that: in the construction stage. The ultimate bearing capacity of 1/2 balls under horizontal load is the lowest, while the 3/4 ball under vertical load is lower because of the large deformation of the upper part of the shell due to the bending of the local members of the reticulated shell, which results in the lowest ultimate bearing capacity of the 1/2 sphere under horizontal load. After the closure of the latticed shell, the flexural members are converted to the axial force, whose vertical and horizontal ultimate bearing capacity reaches 4.7 times and 9.2 times of the design load respectively, so only reasonable measures are adopted. In order to avoid the unstable failure in every stage of construction, the bolted spherical joints can be applied to single-layer latticed shell structures.
【作者单位】: 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学);哈尔滨工业大学土木工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51378147,51278160)
【分类号】:TU399
【正文快照】: 目前,在单层网壳结构设计中,考虑到节点刚度的要求,通常采用焊接球节点;但焊接球焊接量大,定位困难,节点域偏大,不美观.传统的螺栓球节点装配方便、定位精准、外形美观,比较适用于单层通透结构;但由于螺栓球节点锥头、套筒位置杆件截面的削弱,其抗弯刚度较低,因此以螺栓球节点

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1448068

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