复杂空间相贯节点试验研究及有限元分析
本文选题:杭州东站 切入点:钢管桁架结构 出处:《浙江大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:空间管结构因其良好的受力性能、优美的外形以及相对低廉的造价,在大跨度结构中得到广泛应用。而节点性能的研究又是空间钢管结构设计的重要环节,因为节点破坏常导致其所连杆件的破坏,通常会导致整个结构的破坏。但目前国内外对钢管相贯节点的研究主要是平面节点或简单规则的空间相贯节点,对于构造复杂的空间相贯节点的研究很少,且各国规范也没有相应节点的设计计算公式。因此对复杂空间相贯节点的研究已成为目前亟待解决的课题。 本文以杭州火车东站站房工程和湖州体育场工程为背景,研究这两个工程中若干关键相贯节点的受力性能和承载能力。 对杭州东站站房工程中7个关键相贯节点进行足尺试验研究,并对其中3个节点进行内插板对比试验,为杭州东站站房工程钢结构节点设计提供可靠的试验依据,同时对相贯节点的受力性能和应力分布有了更为直观的认识。试验结果表明,各类节点均具有良好的承载能力及足够的安全储备,节点设计安全、可靠;设置内插板对节点受力性能的影响主要有可提高节点极限承载力、改变节点破坏模式、改善节点区应力分布以及减小节点变形等,但内插板对节点受力性能的影响不可一概而论。 采用ANSYS有限元软件,对杭州东站进行试验研究的节点进行有限元分析,了解节点受力过程中应力分布、塑性区开展及节点的破坏模态,并确定其极限承载力。将有限元分析结果与试验结果进行比较,结果表明,考虑大变形的弹塑性非线性有限元分析可以较好地模拟试验节点的受力性能。 结合湖州体育场钢结构屋盖结构,定义两种新型相贯节点:KTX型和KTK型节点。对这两种节点分别进行了几何参数和荷载效应参数的有限元分析,找出其受力性能、应力分布、破坏模态和承载力的分布规律。研究发现,两类节点在轴力作用下的破坏模式以弦杆管壁塑性破坏模式为主;腹(支)弦杆直径比和弦杆径厚比对节点承载力影响较大,腹(支)弦杆壁厚比对节点承载力的影响不显著。
[Abstract]:Space-tube structures are widely used in long-span structures because of their good mechanical performance, beautiful shape and relatively low cost, and the research on the performance of joints is an important link in the design of spatial steel pipe structures. Because the joint failure usually leads to the damage of the connecting rod, it usually leads to the damage of the whole structure. But at present, the research on the steel pipe intersecting joint is mainly the plane joint or the simple regular space intersected joint. There is little research on the construction of complex spatial intersecting nodes, and there is no design formula for the corresponding nodes in various countries. Therefore, the study of complex spatial intersecting nodes has become an urgent task to be solved. Based on the project of Hangzhou East Railway Station and Huzhou Stadium, this paper studies the mechanical performance and bearing capacity of some key intersecting nodes in these two projects. The full-scale test of seven key intersecting nodes in Hangzhou East Station House Project is carried out, and three of them are tested by the contrast test of internal board, which provides a reliable test basis for the design of steel structure joints in Hangzhou East Station House Project. The experimental results show that all kinds of joints have good bearing capacity and sufficient safety reserve, and the design of joints is safe and reliable. The influence of internal plate on the mechanical behavior of joints can improve the ultimate bearing capacity of joints, change the failure mode of joints, improve the stress distribution in the joint area and reduce the deformation of the joints, and so on. However, the influence of the inner panel on the mechanical performance of the joints can not be generalized. The finite element analysis of the joints of Hangzhou East Railway Station was carried out by using ANSYS finite element software to understand the stress distribution, plastic zone development and failure mode of the joints during the process of loading. The finite element analysis results are compared with the experimental results. The results show that the elastoplastic nonlinear finite element analysis with large deformation can well simulate the mechanical behavior of the test joints. Combined with the roof structure of Huzhou Stadium steel structure, two new types of joints, namely: KTX type and KTK type, are defined. The geometric parameters and load effect parameters of the two joints are analyzed by finite element method, and the mechanical properties and stress distribution are found out. It is found that the failure mode of the two kinds of joints under axial force is mainly plastic failure mode of chord wall, and the ratio of diameter to diameter and diameter to thickness of string is more important to the bearing capacity of the joint. The effect of the wall thickness ratio on the bearing capacity of the joint is not significant.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU392.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陈以一,陈扬骥,詹琛,林颍如,董明;圆钢管空间相贯节点的实验研究[J];土木工程学报;2003年08期
2 梅倩;龚景海;王立长;曲鑫蕃;;内加劲环间距对空间圆管相贯节点性能的影响[J];空间结构;2011年01期
3 石学栋;;浅述相贯节点的研究动态[J];科学之友;2011年09期
4 杨维国;王耀峰;谷鹏;李兴坡;;XKK型空间相贯节点极限承载力有限元分析[J];武汉理工大学学报;2011年05期
5 丁芸孙;圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨[J];空间结构;2002年02期
6 孙刚;康香萍;;轴力下空间XK型圆钢管相贯节点的承载力计算[J];科学技术与工程;2009年08期
7 张国军;王树;王耀峰;葛家琪;刘鑫刚;赵雅;;弦杆受压大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究[J];建筑结构;2010年12期
8 王树;张国军;葛家琪;陈新;陈振明;;弦杆受拉大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究[J];建筑结构;2010年12期
9 孙刚;康香萍;;轴力下空间TK型圆钢管相贯节点的承载力分析[J];广东土木与建筑;2009年03期
10 刘鑫刚;葛家琪;张国军;王树;王耀峰;赵雅;;承受弯矩大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究[J];建筑结构;2010年12期
相关会议论文 前10条
1 邵铁峰;王伟;陈以一;;成都双流机场T2航站楼空间相贯节点试验研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
2 丁芸孙;;圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨[A];管结构技术交流会论文集[C];2001年
3 高蕊芬;赵彦彬;赵禹民;丁芸孙;;咸阳机库的屋盖设计及钢管相贯节点的试验研究[A];第五届空间结构学术交流会论文集[C];1990年
4 林颖儒;林高;李剑锋;陈海华;;越南广宁省体育场结构设计研究[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
5 高永刚;李光金;;BIM技术在杭州东站项目中的应用[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
6 黄红花;;杭州东站项目隧道火灾报警系统方案介绍[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
7 丁北斗;夏军武;姬永升;;空间相贯节点CAD二次开发[A];第四届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2004年
8 张玲;;高铁技能人才培训问题分析及对策探讨[A];《河南铁道》2011年第6期[C];2011年
9 丁北斗;刘鑫;;钢管结构设计的基本过程[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
10 解西秋;陶登科;员建成;胡树青;;十一运会(济南)自行车馆双向弯曲钢管桁架制作[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 包凌雁;铁路宁波东站9月8日零时启用[N];宁波日报;2010年
2 李良苏 赵国富 王华峰;勇夺海口东站[N];中国铁道建筑报;2010年
3 本报记者 周骥 包凌雁 江东记者站 张绘薇 通讯员 洪艳青 秦羽;极速,300天建成火车东站[N];宁波日报;2010年
4 记者 杨晓斌 通讯员 何志达;通州为新北京东站预留40公顷土地[N];北京日报;2011年
5 记者 王岚 通讯员 叶建明;铁路东站周边区域将成宁波东门户[N];宁波日报;2011年
6 记者 唐茹 通讯员 何磊;宝鸡东站“百舸争游”弥补亏欠[N];人民铁道;2011年
7 记者苗志磊 实习生吴继祖;市政府研究市火车站与火车东站站房建设[N];邯郸日报;2011年
8 本报记者 张晨曦;成都东站到底有多大[N];成都日报;2011年
9 本报记者 张晨曦 袁弘;成都东站 布局成都大交通的关键落子[N];成都日报;2011年
10 记者 方小虎 王代林;成都东站综合交通枢纽正式竣工[N];四川日报;2011年
相关博士学位论文 前10条
1 孙文波;弦杆弯曲的圆钢管桁架的刚度性能研究[D];华南理工大学;2002年
2 张格明;预应力内置灌浆方钢管桁架混凝土组合梁基本问题研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 陈誉;平面K型圆钢管搭接节点静力性能研究[D];同济大学;2006年
4 朱世哲;双拱型空间钢管结构闸门的分析理论和试验研究[D];浙江大学;2007年
5 曹国峰;大跨度重型钢管相贯节点与典型加劲节点的试验与理论研究[D];同济大学;2006年
6 宛海沫;矩形钢管混凝土柱交错桁架结构体系的性能研究[D];西安建筑科技大学;2008年
7 杨文伟;管桁结构搭接节点抗震性能研究[D];兰州理工大学;2012年
8 吝红育;部分填充混凝土矩形钢管桁架力学性能及桥梁应用研究[D];长安大学;2011年
9 刘立杰;一种新型后张拉整体成形穹顶的成形和承载力性能研究[D];西安建筑科技大学;2003年
10 许红胜;钢结构交错桁架体系的抗震延性性能分析[D];湖南大学;2003年
相关硕士学位论文 前10条
1 庞岩峰;复杂空间相贯节点试验研究及有限元分析[D];浙江大学;2013年
2 赵雅;大尺寸复杂空间相贯节点极限承载力足尺试验研究[D];北京交通大学;2010年
3 赵伟;钢结构空间相贯节点非线性有限元分析[D];西南交通大学;2006年
4 孔德坤;大直径管桁架空间TT型相贯节点的极限承载力有限元分析[D];重庆大学;2009年
5 潘春t,
本文编号:1623235
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/1623235.html