考虑板式节点半刚性性能的铝合金屋架结构安全性研究

发布时间：2021-08-13 23:29

　　铝合金凭借其优良的材料特性和良好的受力性能,在空间结构设计中受到设计师的青睐。铝合金结构中节点连接方式多样且受力复杂,节点连接往往是按照铰接或者刚接设计的,但是在实际工程中属于半刚接,因此铝合金结构在设计时存在安全风险。本文主要针对考虑板式节点半刚性性能的铝合金屋架结构的安全性开展研究。板式节点是铝合金结构中常用的节点形式,螺栓连接是板式节点主要的连接方式。本文对影响铝合金板单个螺栓连接承载力的影响因素,包括铝合金板板厚、边距、端距、螺栓扭矩进行试验分析。通过试验得到铝合金板单个螺栓连接时,不同板厚、边距、端距、螺栓扭矩工况下的破坏形式、承载力以及节点的滑移曲线,拟合得到铝合金板单个螺栓连接的节点刚度曲线。通过试验得到铝合金板两排共四个螺栓连接时的破坏形式、承载力以及节点的滑移曲线,拟合得到铝合金板四个螺栓连接时的刚度曲线。利用厚度对滑移曲线的影响,由四个螺栓连接的刚度曲线得到八个螺栓连接时的刚度曲线。用ANSYS软件将该刚度曲线代入非线性弹簧单元中,与梁单元组合建成半刚性铝合金屋架结构,通过力学加载分析其变形和受力情况,并与杆单元模拟的节点铰接形式屋架和梁单元模拟的节点刚接形式屋架对... 

【文章来源】：重庆科技学院重庆市

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

义乌游泳馆

合金结构设计规范》（GB50429-2007），其中对铝合金网格结构的设计、制造、安装、检验作了详尽的规定，有效地推动了我国铝合金结构的工程应用和推广。目前我国已建和在建的铝合金结构主要有三种类型：单层球面网壳结构、螺栓球节点网架结构和双层网壳结构[6]。随着铝合金空间结构在工业建筑、体育场馆、展览建筑等领域的大量应用，结构形式日趋多样化，结构中构件之间的连接方式和力学性能日趋复杂，传统的节点形式逐渐难以在构造及制作工艺上满足要求。目前国外已建的有名铝合金建筑有埃米拉学院穆雷体育中心、长滩穹顶、丰田博物馆等，国内也建成许多著名的铝合金结构，如义乌游泳馆[7]、上海科技馆[8]、重庆空港体育馆[9]、天津平津战役纪念馆、北京市西单商业区人行天桥、国家级长沙经技术开发区招商服务中心、重庆市国际博览中心等，这些工程的建设完成为我国铝合金结构的发展提供了宝贵的工程经验，深化了工程理论研究，对优化产业整体水平、普及绿色建筑、实现可持续发展均具有重大意义。随着铝合金材料性能的不断提升以及大型挤压设备生产线的投入使用，铝合金构件生产逐步形成产业化，铝合金在工业建筑中的优势将越来越显著，铝合金结构在我国将具有十分广阔的应用前景和发展空间。

重庆科技学院硕士专业学位论文 1 绪论 连接方式有焊接、机械连接和粘接。由于焊接过程中的热输入会显著降低铝合金母材的强度，检查与修复比较复杂，且焊接节点用铝量大、不经济，所以焊接用在铝合金结构中存在明显的劣势；粘接所用的胶在低温下容易冷脆，在高温下会软化，而且胶体本身的老化，长期力学性能难以保证，所以粘接不能用于主要受力构件的连接，只能用来连接次要构件[10]；实际工程中铝合金结构通常采用机械节点类型，主要包括板式节点、铸铝节点以及螺栓球节点。


本文编号：3341329