空间网架结构新型支座节点的理论及试验研究

发布时间：2017-12-02 01:04

  本文关键词：空间网架结构新型支座节点的理论及试验研究

  更多相关文章： 网架结构 滑动支座 聚四氟乙烯 承载能力 有限元分析 试验

【摘要】：网架结构是一种空间轻量结构体系,近半个世纪以来在国内外得到广泛的发展和应用,这种结构不仅受力合理、整体刚度大、稳定性好,而且工业化程度高、施工工期短,可以提供优美的建筑形式。各种体育竞技场馆、会展中心、飞机场、火车站、加油站、工业厂房等大跨度建筑,都普遍采用了网架结构。在网架结构所有构件中,节点无疑是关键的部位。网架节点主要可分为上部结构节点和支座节点,支座节点则是一个非常重要的组成部分。目前人们已提出了多种结构的支座形式,主要包括普通螺栓球支座、万向转动球支座、铸钢分叉支座、铅芯橡胶支座等结构形式。其中螺栓球支座是网架中应用最广泛的一种。为了释放水平支反力,目前已应用的支座通常只通过在支座底板设置长圆孔使之可以产生一定量的滑动,但由于支座底板与下部预埋板之间摩擦力很大以及生锈等原因,实际上这种支座基本不能滑动,达不到预期目标。由此而造成的工程事故屡见不鲜,如沈阳某加油站在大雪过后网架支座水平拉力过大,导致柱底弯矩超过承载极限而造成整个加油站的倒塌;河南南阳某加油站网架倒塌时整体结构没有破坏,也是由于柱脚先破坏,致使网架在风荷载下倒塌。造成严重的经济损失。本文在充分研究已知网架支座的基础上,开发出了新型的单向滑动网架支座。该新型支座使用了聚四氟乙烯和不锈钢垫板,利用二者之间摩擦小及不生锈的特点来实现支座在水平支反力作用下的单向滑动,解决了传统螺栓球支座所遇到的问题。文章基于网架支座的研究背景、意义及其应用、研究现况,做了一系列研究,主要研究内容有:(a)于前期研究成果的基础上,开发出了两种新型的单向可滑动网架支座。(b)加工制作了新型支座的试验模型,运用电液伺服试验机对支座进行了滑动性能及承载能力的试验。结果表明该新型支座具有良好的滑动性能,承载能力能够满足使用要求。(c)运用通用有限元分析软件ANSYS完成了支座的建模。并对支座进行了足以满足计算精度要求的网格划分。(d)对高强螺栓连接型支座进行了竖向荷载作用下的非线性有限元分析,得到了其极限荷载下的破坏模式,新型支座最先达到受压极限发生屈曲破坏的部位是支座的肋板。接着比照研究了有限元分析和试验研究的成果,得到了该新型网架支座的极限承载力和破坏模式等相关结论。文章着重研究了螺栓连接型新型支座,钢扣件连接型支座整体性能和研究内容与螺栓型支座类似,本文不再重复研究。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU356

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本文编号：1243063