弦杆翼缘贴板加强不等宽k型间隙方管节点静力性能研究

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1、硕士学位论文弦杆翼缘贴板加强不等宽K型间隙方管节点静力性能研究RESEARCHONSTATICBEHAVIOROFSTEPPEDGAPPEDK-TYPERHSJOINTSWITHCHORDPLATEREINFORCEMENT尚庆鹏哈尔滨工业大学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翼缘贴板加强不等宽K型间隙方管节点静力性能研究硕士研究生：尚庆鹏导师：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

2、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:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTATICBEHAVIOROFSTEPPEDGAPPEDK-TYPERHSJOINTSWITHCHORDPLATEREINFORCEMENTCandidate：ShangQingpengSupervisor：Prof.WuZhenyuAcademicDegreeAppl

3、iedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructureEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要贴板加强型方管节点早期被用于海洋平台结构来防止冲击破坏，随着钢管结构在跨度更大、形式更复杂的结构中使用，贴板加强作为一种局部加强手段而被广泛采用。目

4、前对K型间隙方管节点贴板加强后的承载力计算，仍沿用CIDECT早期推荐的方法，即借用未加强的K型间隙方管节点承载力计算公式来近似计算。近年来关于这方面的研究甚少，我国现行《钢结构设计规范》对此也未作相关规定。本文将对弦杆翼缘贴板加强的不等宽K型间隙方管节点的静力性能进行研究，具体内容如下：首先，用ANSYS来建立加强节点有限元模型，采用SOLID95单元来模拟钢管、焊缝、端板，采用TARGE170、CONTA174单元来模拟接触，建模过程中考虑了杆件尺寸、网格尺寸、边界条件、圆角和焊缝、材料属性等

5、影响因素。通过与类似节点的试验结果比较，检验了模型的正确性。分析了节点应力分布规律和塑性发展过程，确定节点的破坏模式和承载力的界定准则。然后，在弦杆无轴力和弦杆有轴力作用两种情况下，分别对加强节点进行系统的单参数和双参数分析。分析的主要影响参数包括：贴板厚度与弦杆厚度比tp/t0、0.5贴板两端延伸长度与弦杆塑性铰线延伸长度比si/[0.5b0(1-βi)]、支杆宽度与弦杆宽度比βi、弦杆一半宽度与厚度之比γ、支杆间隙g、支杆与弦杆的夹角θi，在弦杆受轴力作用时还有轴力系数n，考察各参数对节点的失

6、效模式、极限承载力、节点效率的影响规律。此外还讨论了尺寸效应的影响，使得上述参数得到的影响规律适用性更广。最后，从两个方面考虑加强节点的承载力计算公式。一方面采用多元回归的方法，基于大量参数分析的结果，对弦杆无轴力时的节点承载力及弦杆有轴力时的节点承载力影响函数进行回归，进一步得到弦杆在轴力作用下的极限承载力计算公式。另一方面结合已有的不等宽K型间隙方管节点的塑性铰线模型和贴板加强的T型方管节点的塑性铰线模型，建立贴板加强的不等宽K型间隙方管节点的塑性铰线模型，并推导节点承载力理论公式。最终给出了

7、加强贴板宽度、长度、厚度取值的建议。关键词：贴板加强；K型间隙方管节点；有限元分析；多元回归分析；塑性铰线模型；极限承载力-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPlatereinforcedrectangularhollowsection(RHS)jointswerefirstusedinoceanstructuretopreventthepunchingfailure.Withthesteeltubularstructuresusedinthestructureswhichthes

8、panandcomplexitywereincreasing,platereinforcedRHSjointswerewidelyusedasamethodoflocaljointsreinforcement.Currently,theformulasforgappedK-typeRHSjointsultimatestrengthwereusedforestimatingultimatestrengthofthesejointswithchordplatereinforcement