KK型钢管节点受力性能与设计方法研究

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1、密级公开分类号TU-391工程硕士学位论文KK型钢管节点受力性能与设计方法研究葛成成指导教师马爱民副教授曹月红高级工程师申请学位级别工程硕士工程领域建筑与土木工程2018年5月11日学位论文知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间学位论文工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用学位论文工作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送（提）交的学位论文，并对学位论文进行二次文献加工供其他读者查阅和借阅；学校可以在网络上公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论

2、文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：学校导师签名：企业教师签名：日期：学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含本人已申请学位或他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：学校导师签名：企业导师签名：日期：KK型钢管节点受力性能与设计

3、方法研究学科：建筑与土木工程研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要钢结构的复杂性决定其节点形式的多样性，规范中的节点设计公式是在一定的假设条件下提出的，即杆件只承受轴力的作用，显然这一假设与实际工程中受力情况并不相符，尤其是大跨度、大尺寸的相贯节点受力情况复杂，其承受轴力和弯矩的共同作用。目前小尺寸的相贯节点只承受轴力情况下进行的研究比较成熟，而对于大尺寸相贯节点复合受力情况下进行的研究比较少，因此对其展开相关研究显得尤为重要。本文在《钢结构设计规范》基础上，利用有限元软件ANSYS，通过改变节点承载力的影响参数，建立不同尺寸的空间KK型圆钢管相贯节点模型。运用单参数分析方

4、法研究了KK型圆钢管相贯节点分别在承受轴力、弯矩和复合力情况下的受力性能，利用正交试验方法以及多元回归技术对节点在各作用力下所得数据分析处理，所得结论如下：1）在轴力作用下，不同尺寸KK型圆钢管相贯节点的破坏模式；轴向极限承载力随主管直径与壁厚比减小而增大（2050），随着支管与主管直径比增大而增大（0.30.6），当3050值时，随着支管与主管间的夹角值的增加节点的极限承载力降低,当5060时，随着值的增加节点的极限承载力增加，随着支管间的横向夹角改变（90120）无明显变化。2）在弯矩作用下，不同尺寸的KK型圆钢管相贯节点破

5、坏模式；抗弯极限承载力随主管直径与壁厚比减小而增大（2050），随着支管与主管直径比增大而增大（0.30.6），随着支管与主管间的夹角值的增加节点的极限承载力降低（3060），随着支管间的横向夹角改变（90120）无明显变化；分析得到各参数与KK型圆钢管相贯节点抗弯承载力的关系曲线以及关系式；拟合出KK型圆钢管相贯节点抗弯承载力计算公式，公式在满足2050、0.30.6、3060、90120条件下符合精度要求。3）在复合受力情况下，验证了规范中KK型圆钢管相贯节点只承受轴力作用的承载力计算公式，在实际工程中利

6、用此公式进行节点设计结果偏于不安全，同时说明本文考虑节点承受弯矩的必要性；给出KK型圆钢管相贯节点在满足2050、0.30.6、3060、90120条件下的设计依据，为实际工程节点设计提供借鉴。关键词：KK型钢管相贯节点；有限元分析；影响参数；极限承载力；ResearchonMechanicalBehaviorandDesignMethodofKKTypeSteelTubularJointsDiscipline:ArchitectureandCivilEngineeringStudentSignature:SupervisorⅠSignature:

7、SupervisorⅡSignature:AbstractThecomplexityofsteelstructuresdeterminesthediversityofjointforms.Thedesignformulaofjointsinthespecificationisputforwardundercertainassumptions,thatis,thesteelpipeonlybeartheeffectofaxialforce.Obviously,thisassumpt