弦杆弯折的y型方管节点极限承载力研究

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1、硕士学位论文弦杆弯折的Y型方管节点极限承载力研究RESEARCHONULTIMATECAPACITYOFY-TYPESHSJOINTSWITHCRANKED-CHORD杨镇哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TU392.3学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工学硕士学位论文弦杆弯折的Y型方管节点极限承载力研究硕士研究生：杨镇导师：武振宇教授申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU392.3U.D.C

2、:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONULTIMATECAPACITYOFY-TYPESHSJOINTSWITHCRANKED-CHORDCandidate：YangZhenSupervisor：Prof.WuZhenyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructureEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDate

3、ofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在一些Pratt或Warren桁架的端部，经常会出现弦杆弯折的Y型节点。目前，CIDECT指南将其粗略的归入K型搭接节点的计算范畴，而我国的《钢结构设计规范》还尚未提及此类节点的计算方法。本文在近些年国内外学者已有研究的基础上，对弦杆弯折的Y型方管节点静力性能进行了详细的研究。具体工作包括：首先，运用ANSYS中SOLID95单元重建了前人的节点模

4、型，并与试验结果对比，验证了操作方法的正确性及ANSYS程序分析管节点受力性能的可行性。随后建立了弦杆弯折Y型方管节点的有限元模型，考虑了边界条件、杆件长度、圆角效应、焊缝尺寸及几何、材料非线性等因素的影响，忽略了焊接残余应力和构件初始缺陷的影响。其次，针对此类节点在支杆受轴向拉力的情况，进行了典型节点静力性能的非线性分析。就支弦杆宽度比β、1/2倍的弦杆宽厚比γ、支弦杆厚度比τ及弯折弦杆与弦杆延长线夹角θ1、支杆与弦杆夹角θ2展开了大量的几何参数分析。之后将参数分析结果与CIDECT中T型、Y型、K型间隙、K型搭接节点的计算公式

5、进行了对比，揭示了用现有公式计算支杆轴拉下弦杆弯折Y型方管节点承载力的不足之处，同时在K型间隙节点计算公式的基础上进行了修正，得到了精度很好的修正公式。此外，借助多元回归手段对极限承载力也进行了参数回归分析，同样得到了较为准确的承载力计算公式。最后，针对此类节点在支杆受轴向压力的情况，同样采用典型节点静力性能分析及大规模几何参数分析相结合的方法，考察了支弦杆宽度比β、1/2倍的弦杆宽厚比γ、支弦杆厚度比τ及弯折弦杆与弦杆延长线夹角θ1、支弦杆夹角θ2对节点强度、刚度、失效模式等方面的影响。接下来将参数分析结果与CIDECT中T型、

6、Y型、K型间隙、K型搭接节点的计算公式进行了对比，指出了用现有公式计算支杆轴压下弦杆弯折Y型方管节点承载力的不足之处，并且仍在K型间隙节点计算公式的基础上进行了修正，得到了不同破坏模式下节点承载力的计算公式。此外，通过各参数的回归分析，同样得到了较为精准的承载力拟合公式。关键词：弯折弦杆；Y型节点；有限元分析；极限承载力；多元回归分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAttheendofsomePrattorWarrentruss,thereoftenisaY-jointwithcranked-chord.Cur

7、rently,CIDECTguidelinesroughlyclassifiesitasaK-overlapjoint,andcodefordesignofsteelstructuresinourcountryhasnotyetmentionedthecalculationmethodofthisjoint.Basedonexistingresearchincludingdomesticandforeignscholarsinrecentyears,asystematicresearchaboutstaticbehaviorofY

8、-jointwithcranked-chordiscarriedoutinthispaper.Theconcretecontentincludes:Firstly,apreviousjointmodelisrebuildedwithSOLID95i