板式铸钢节点静力性能试验-研究

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1、板式铸钢节点静力性能试验研究摘要铸钢节点随着大跨空间结构发展得到了的广泛应用，其结构优美、适应性强、设计自由度大。但对节点的制造工艺和安装精度提出了更高要求。由于国内铸造工艺与国外先进水平尚有差距，铸钢件的材质也存在离散性，《铸钢节点应用技术规程》建议对建筑结构安全有重要影响的铸钢节点进行节点模型试验。文章通过杭州东站无站台柱风雨棚板式铸钢节点的足尺模型试验和数值分析，研究了在4方向支管轴向力作用下的板式铸钢节点的受力性能。利用铸钢节点应力实测值对数值分析结果进行验证，据此判断铸钢节点内部应力分布；比较了中央有、无圆形雨水管两种铸钢节点的承载力差异并选择屈服准则评估铸

2、钢节点的承载安全性。试验结果表明：数值分析结果可信；中央雨水管的存在对铸钢节点承载力影响较小；利用Von．Mises准则对铸钢进行节点承载安全性评估，铸钢节点有较高的强度储备。文章建立静力非线性有限元数值分析模型，分析对比设有中央雨水管的板式铸钢节点I和不设中央雨水管的板式铸钢节点II在试验工况下Mises应力；进行非线性极限承载力分析，以得出铸钢节点的屈服过程及中央雨水管对极限承载能力的影响。进行了基于有限元模型的正交试验，分析了铸钢节点各主要构造参数对节点极限承载力的贡献的差异，优化设计参数。结果表明：铸钢节点底板的影响最大，耳板厚度次之，雨水管厚度和耳板孔位置对

3、极限承载力的影响最小。通过合理配置铸钢节点的构造参数，从而达到优化设计的目的。本文的研究内容，可以为今后板式铸钢节点的设计、施工等提供一定的参考。关键词：板式铸钢节点；足尺模型试验；非线性有限元分析；屈服准则；极限承载力；正交试验ResearchOilStaticBehaviorofthePlateCast．．steelJointbyFull—-scaleTestABSTRACTCast—steeljointshavebeenwidelyusedwiththedevelopmentofthelargespanspatialstructure．Thiskindofjoi

4、ntisbeautiful、adaptableandfreedomdesign．Butitputforwardhigherrequirementonmanufacturingprocessandinstallationaccuracy．TherearestillgapsincastingprocessbetweendomesticandforeignadvancedlevelSoChinaspecificationproposestOcarryoutthemodeltest，whichhasalrlajorimpactonthestructuralsafetyofca

5、stjoints．Thoughthefull—scaletestandfiniteelementanal?7sis，theplatecase—steeljoint，usedincanopywithoutpillarsontheplatforminHangzhouDongstation，whichmechanicalperformancewasresearchedunderfourdirectionsaxialforces．Bycomparingthecalculatedsurfacestresseswiththoseobtainedfromtheexperiment，

6、thewholestressdistributionofthecast—steeljointswasget．Bycontrastingthebearingcapacityandevaluatingthesafetybyyieldcriterion，itshowsthatthejointbearingcapacitydoesnotdependonthecentralbasis．TestresultsshowthattheevaluationbyFEMmethodwasvalidatedandtilebearingcapacityofcast—steeljointisln

7、igh。Byanalysesandcomparedofthestaticnonlinearfiniteelementanalysismodel，oftwokindsjointunderthetestconditions；theyieldprocessofthecaststeeljointandthecentralrainwaterpipe’Simpactonultimatebearingabilityareget．Orthogonaltestbasedonthefiniteelementmodel，analysisofthediff-erenceso