平面K型管板节点极限承载力理论分析与试验研究
[Abstract]:The main contents of this paper include the full-scale experimental study and nonlinear finite element analysis of ultimate bearing capacity of K-type planar tube-plate joints. The finite element analysis includes the analysis of axial stiffness and bending stiffness of tube-plate joints. Due to its good compressive, bending and torsional properties, the steel tube (circular and square steel pipe) structure has been widely used in large open storerooms, railway station waiting halls, giant advertising signs, and so on. In these structures, they are usually used as supporting members or web members of frame structures. In order to simplify the fabrication and installation of joints and avoid the complicated welding of intersecting lines between main branch tubes in the intersecting joints, one or more steel plates are usually welded along the axial direction of the steel pipe on the wall of the pipe in charge, and the branch tubes are then welded or bolted to the steel plate. The structure of tube-plate joint is relatively simple, no reinforcement is needed, the complicated welding process is avoided, and the cost is greatly reduced. At present, this kind of node is gradually applied in the engineering field. The research on ultimate bearing capacity and failure mode of joints is a key problem in joint design of steel structures. At present, the research on the ultimate bearing capacity of spacial intersecting joints is quite mature, but the research of tube-plate joints is still in its infancy. The research data for reference are very few, and there are no relevant formulas for calculating ultimate bearing capacity in the code. To a certain extent, this affects the popularization and application of pipe structure. Therefore, the theoretical and experimental study of K-type tubular joints in this paper is of great theoretical and practical value. The main research work of this paper is as follows: (1) Experimental study: in this paper, 20 circular steel pipe plane K-type tube-plate joints have been studied in order to deepen the understanding of tube-plate joints and understand their failure mode. In view of the dispersion of the test data, the influence of factors such as the tube wall t and the diameter of the tube on the performance of the joint is studied. A total of 20 full scale circular steel tube plane K-type bending joints were tested. (2) Parameter study: referring to the formula of ultimate bearing capacity of K-type joints in GB50017-2003, The static working performance of tube-plate joints is studied systematically by using the universal finite element program ANSYS. Through the comparison of the parameters, the influence of each parameter on the ultimate bearing capacity of the joints is obtained. Finally, through numerical simulation analysis, the formula of ultimate bearing capacity of K-type tubular joints is regressed. (3) numerical check: the purpose of this paper is "numerical analysis is the main thing, but experiment is auxiliary". The accuracy and error of the formula are verified by comparing the regression formula with the experimental data.
【学位授予单位】:北京建筑工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU392.3
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