基于空间kt型圆钢管相贯节点极限承载力研究

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1、湖南大学硕士学位论文空间KT型圆钢管相贯节点极限承载力研究姓名：郑伯兴申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：舒兴平20070508硕士学位论文摘要空间KT型圆钢管相贯节点是钢管结构中一种基本的节点形式。在以往的KT型圆钢管相贯节点极限承载力研究中，通常假定支杆截面几何参数和腹杆一样；假定弦杆不受力，支杆和腹杆所受轴力一致。而实际工程中，KT型节点各杆件的截面几何参数是不一致的；弦杆是受力的，支杆和腹杆所受轴力在一般情况下也是不同的。本文在充分考虑几何非线性和材料非线性的基础上，采用有限元方法对156

2、个KT节点进行了非线性分析。分析时考虑了六个无量纲参数，即支杆直径与弦杆的直径之比β1(β1=R1/R0)；支杆壁厚与弦杆壁厚之比τ1（τ1=t1/T）；腹杆直径与弦杆的直径之比β2(β2=R2/R0)；腹杆壁厚与弦杆壁厚之比τ2（τ2=t2/T）；弦杆的直径与壁厚之比γ（γ=R0/T）以及两腹杆间隙a对KT型节点破坏模式和极限承载力的影响，分析结果揭示了各参数对节点承载力的影响规律，阐述了节点三种主要破坏模式：支杆强度破坏、腹杆轴向屈曲和弦杆局部屈曲。在弦杆压力作用下，节点极限承载力下降，同时节点承载

3、力随着支杆和腹杆所受轴力比值的不同而改变。焊缝对节点的影响是钢管节点承载力性能的另一重要因素。实际工程设计中，钢管相贯节点一般都不考虑焊缝的存在，即假定焊缝与母材等强。本文对8个考虑焊缝对节点极限承载力影响的KT型圆钢管相贯节点进行有限元分析，同时跟不考虑焊缝影响的8个KT型节点进行比较，结果表明，考虑焊缝的节点承载力有所提高。本文对空间KT型节点各参数以及焊缝对节点极限承载力的影响进行了有限元研究，提出了KT型节点简化承载力设计公式。本文为我国钢结构规范KT型圆钢管节点承载力计算公式的建立提供了有意义

4、的参考。关键词：KT型节点，非线性有限元分析，极限承载力，焊缝，设计公式II空间KT型圆钢管相贯节点极限承载力研究AbstractTubularKT-jointsisoneofthefundamentaljointconfigurationsintubularstructures.IntheresearchontheultimatestrengthofKT-jointsbefore,itisassumedthatsectiongeometryparametersofallbranchesarethesa

5、me,meanwhile,chordisnotunderforceandforceofdifferentbranchisthesame.However,itisnotconsistentwiththepracticeconditions.Analysisofnonlinearfinite-elementwhichtakesgeometricandmaterialtointoconsiderationforultimatestrengthof156tubularKT-jointsiscarriedouti

6、nthisdissertation.Theinfluenceofnondimensionaljointsparametersβ1、β2、、τ1、τ2、、γandaonfailuremodeandultimatestrengthoftubularKT-jointsisstudied.TheeffectlawoftheseparameterstotheultimatestrengthofKT-jointsisdescribed,andtherearethreemajorfailuremodes:branch

7、strengthfailure、branchfailureandchordlocalbucklingfailure.TheultimatestrengthoftheKT-jointsgoesdownundertheforceofthechord,andchangesasthedifferenceoftheforceratioofthebrances.TheeffectofKT-joints’weldingisimportantfortheultimatestrengthofthejoints.Inthe

8、practicalengineering,thedesigningforthetubularjointsdoesn'tincludethewelding,namely,itispresumedthattheweldingisnostrongthanthetubularjoints.EightcirculartubularKT-jointsconsideringthewelding’effecttotheultimatestrengthisa