柱板式节点铝合金网壳静力稳定性分析

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1、硕士学位论文柱板式节点铝合金网壳静力稳定性分析MECHANICALBEHAVIOROFALUMINIUMSINGLE-LAYERLATTICEDSHELLSWITHCOLUMNPLATEJOINTS余凌伟哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TU395学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文柱板式节点铝合金网壳静力稳定性分析硕士研究生：余凌伟导师：沈世钊教授副导师：马会环讲师申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU395U.D.C:624Dis

2、sertationfortheMasterDegreeinEngineeringMECHANICALBEHAVIOROFALUMINIUMSINGLE-LAYERLATTICEDSHELLSWITHCOLUMNPLATEJOINTSCandidate：LingweiYuSupervisor：Prof.ShizhaoShenVice-Supervisor：Dr.HuihuanMaAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：

3、SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要铝合金具有自重轻、耐腐蚀性好、无磁、易加工和美观等优点，由于其独有的特点，在与空间结构形式相结合的过程中逐渐发挥出优势，铝合金空间结构也以其优秀的表现力和适用性受到越来越多的关注与青睐，其应用也日益增多。在我国，铝合金单层球面网壳采用的节点形式单一，均为板式节点，其螺栓数量多，节点域腹板间断，抗剪性能较差。针对现有板式节点安装和受力性能的不足

4、，本文研发了一种新型铝合金半刚性节点——柱板式节点，并展开了如下研究工作：（1）柱板式节点数值模型建立基于大型有限元分析软件ABAQUS建立了柱板式节点的精细化有限元模型，模型中考虑了螺栓预紧力，螺栓安装缝隙，节点各部件之间的接触，能够更加精确的模拟节点受力性能。（2）柱板式节点抗转动性能优化分析完成了柱板式节点前端板螺栓的位置和数量、螺栓安装缝隙、上下部螺栓类型(有无预紧力)、前端板厚度的优化分析，以及前端板焊接热影响区对节点受力性能的影响分析。结果表明，前端板螺栓的位置和数量、螺栓安装缝隙、上下部螺栓类型对节点受力性能均有较大影响。（3）多种荷载作用下，柱板式节点和板式节点受力性能分

5、析及对比完成了柱板式节点和板式节点在纯弯、剪弯、轴心压力、轴心拉力、偏心压力、偏心拉力、压弯、拉弯等作用下的抗转动性能研究与对比。结果表明，柱板式节点在纯弯、轴心压力、偏心压力、压弯、弯剪作用下受力性能明显优于板式节点，对于其他荷载工况，其受力性能也有所改善。（4）柱板式节点单层椭圆抛物面网壳静力稳定性分析建立了柱板式节点单层铝合金椭圆抛物面网壳的数值模型，考虑节点强轴刚度、弱轴刚度、扭转刚度、几何初始缺陷、跨度、矢跨比、荷载分布形式、支承形式等因素对网壳受力性能的影响，展开参数分析。获得了网壳的极限承载力，掌握了柱板式点椭圆抛物面网壳的静力稳定性能，并与板式节点椭圆抛物面网壳进行对比分

6、析。关键词：柱板式节点；板式节点；抗转动性能；椭圆抛物面网壳；静力稳定性分析-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAluminumalloyhasitsuniqueadvantages,suchaslightness,corrosionresistance,nonmagnetic,easyextrusionprocessandattractiveappearance.Becauseoftheseadvantages,theapplicationofthealuminiumsingle-layerlatticedshellsaregettingwider,andmoreand

7、moreattentionisattracted.Inchina,TemcorJointisadoptedinmostofaluminiumalloysingle-layerlatticedshells.However,TemcorJointhasanexcessivenumberofboltsandabadshearingbehavior.So,inthispaper,anewtypeofjointcalledColumnPlat