索撑系统中拉索与撑杆连接节点数值模拟技术研究

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1、学校代码：10289分类号：TU393密级：公开学号：122100011江苏科技大学硕士学位论文索撑系统中拉索与撑杆连接节点数值模拟技术研究研究生姓名杨思琦导师姓名唐柏鉴申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业结构工程论文提交日期2014年12月19日研究方向预应力钢结构论文答辩日期2015年03月19日答辩委员会主席夏长春评阅人2015年03月18日分类号：TU393密级：公开学号：122100011工学硕士学位论文索撑系统中拉索与撑杆连接节点数值模拟技术研究学生姓名杨思琦指导教师唐柏鉴副教授江

2、苏科技大学二O一五年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringNumericalSimulationTechnologyResearchoftheCable-strutJointinCable-supportedSystemSubmittedbyYangsiqiSupervisedbyViceProfessorTangbaijianJiangsuUniversityofScienceandT

3、echnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日摘要江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和

4、电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要对于预应力钢结构来说，索撑系统中拉索与撑杆连接节点无疑是整个结构中的核心构件。虽然国内外学者已经对摩擦滑移连续索工作机理及数值分析方法进行了相关深入的研究，但仍然是就工程论工程，就节点论节点，没有形成完善的拉索与相关连接构件节点的理论

5、分析与设计方法。因此，对预应力钢结构索撑系统中拉索与撑杆连接节点数值模拟技术的研究具有十分重要的学术价值和应用价值。本文针对连续式索撑节点结构和间断连续式索撑节点结构在预应力以及外荷载作用下索力变化、拉索相对滑移量、伸长量等进行试验研究，同时运用有限元软件Ansys10对两种索撑节点结构建立多尺度有限元模型进行数值模拟技术研究及分析，以及分析不同结构参数对索撑节点结构拉索索力，预应力损失以及索力损失率的影响。主要研究工作及相关结论如下：（1）通过对连续式索撑节点结构和间断连续式索撑节点结构配不同拉索直径在预应

6、力、集中荷载、对称荷载以及不对称荷载下进行试验研究，得到了预应力荷载下，张拉端索力、固定端索力、索力损失率、拉索伸长量、拉索相对滑移量与预应力荷载变化关系；对比分析两种索撑节点结构在集中荷载、对称荷载、不对称荷载作用下，索力变化及索力差随荷载变化规律。（2）运用Ansys有限元程序对连续式索撑节点结构以及间断连续式索撑节点结构建立多尺度有限元模型进行带摩擦非线性接触分析，提出两种索撑节点结构的材料模型定义、有限元建模、单元生成及后处理等关键数值模拟技术；分析研究两种索撑节点结构在预应力及不对称荷载作用下索体、

7、节点处受力变形，将拉索索力、索力损失、相对滑移量数值模拟结果与试验结果对比，并结合试验结果给出索撑节点设计建议。（3）通过本文提出的数值模拟技术，建立简化式索撑节点结构，分析预应力大小、摩擦系数、拉索直径、夹角角度等不同结构参数对索撑节点结构拉索索力变化及预应力损失的影响，并给予实际工程中索撑节点结构设计参考性建议。关键词：预应力；索撑节点；试验研究；数值模拟；多尺度建模；接触分析；参数分析。AbstractAbstractForpre-stressedsteelstructures,itisnodoubtt

8、hatcablesandcompositesrelativetothemarethekeymembers.Althoughtherearelotsofrelatedstudyabouttheworkingmechanismandnumericalanalyzingmethodsoffriction-slippagecontinuouscable,perfectsystemoftheoreticala