锅炉钢结构节点力学特性试验分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期锅炉制造No．12012年1月BOILERMANUFACTURINGJan．20l2文章编号：CN23—1249(2012)01—0026—03锅炉钢结构节点力学特性试验分析苏在友，左国华，刘福建(哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046)摘要：大型电站锅炉钢结构是多层多跨的空间结构，梁、柱的承载形式也是多种多样。所以节点的力学特性对结构的模型建立和结构的应力分析结果起到决定性的作用。节点约束的假设合理与否直接关系到钢结构的安全性和经济性。所以对节

2、点的力学特性的研究，无论从安全性考虑，还是从经济效益上考虑都是具有意义的。关键词：节点；力学特性；应力分析中图分类号：TK223文献标识码：AAnExperimentinMechanicalProperties0fSteelStructureNodeforBoilerSuZaiyou，ZuoGuohua，LiuFujian(HarbinBoilerCo．Ltd．，Harbin150046，China)Abstract：Thesteelstructureoflargecapacityutilitybo

3、ilerhasmultilayerandmultispan，andSOarethebearerformsofthebearerbarsandcolumns．Themechanicalpropertiesofthenodeplayadecis-iveroleinmodelingandstressanalysis．Assumptionofthenodeconstraintshasacloseeffectontheeconomyandsecurityofthesteelstructure．Andthein

4、vestigationonmechanicalpropertiesofnodeissignificativeandessentia1．Keywords：node；mechanicalproperties；stressanalysis0引言的铰接和固接力理论计算为依据进行。1试验过程锅炉钢结构的节点形式是繁多的。研究起来即复杂又困难。为了解决问题，先将研究范围缩在图示的钢架上，分别施加荷载，测出各梁在小，仅局限于锅炉钢结构的焊接节点的典型节点。集中荷载和均布荷载时的应力，与理论计算值进进行实验应力分析

5、和理论计算。目前对梁节点的行比较，参照有限元分析，得出接近实际的结果。模型简化基本是两种，即铰接和固接。由梁的理荷载最大加到600ks。加载形式有三种：论计算得知，节点的铰接或固接对梁的应力影响1)梁中间集中力荷载；非常大，以梁的中间承受集中力荷载而言，两者的2)梁中间均布荷载；应力正好是两倍关系。我们的试验研究就是以梁3)梁偏置集中力荷载。收稿日期：2011—1l—l2作者简介：苏在友(1962一)，男，哈尔滨锅炉厂有限责任公司，从事锅炉安装交验。学兔兔www.xuetutu.com第1期苏在友，

6、等：锅炉钢结构节点力学特性试验分析·27·简支梁：M=pb／2固支梁：M=pb／21仃=M／W注：只计算梁计算点处受到的最大应力其中：M——梁计算点处所受弯矩；W—一梁抗弯模量实验应力计算公式仃轴=E(￡轴+s横)／(1一)其中：叮轴一一一梁的轴向应力；8轴——梁的轴向应变值；8横——梁的横向应变值；E——弹性模量，E=2．06×10MPa图1梁编号示意图——泊松比，I．L=03根据实测，除1墚、2#梁加载时，与其相连的2数据比对梁(3#、4#、7}}、8#)有变形，其它梁加载时，只有加载梁自身有变

7、形，别的梁几乎没有变形，故此时可通过表1、表2可得出，1#梁中间均布荷载，视为单根梁加载考虑，即理论计算时按简支梁或5#梁、6样梁(偏置集中荷载)实测值均大于理论计固支梁来考虑。加载共5种情况：算值和有限元分析值，其它梁实测值大于固支梁1)1#梁中间均布荷载；100—600kg；理论计算值和有限元计算值，小于简支梁理论计2)2样梁中间均布荷载；100～600kg；算值。相比较而言实测值比较接近简支梁理论计3)5#、6#梁中间集中力荷载；50～300kg；算值，一般在12％一31％。4)5#、6#梁偏

8、置集中力荷载；50～300kg；显然上层梁的约束要小于下层梁的约束。所5)9群、10#梁中间集中荷载：50～300kg；以上层梁的应力值无论是实测值还是有限元计算理论计算公式值都大于下层所对应的梁的应力值，见表2所示。1)梁中间均布荷载：表1工况一1群梁应力对照表(单位：MPa)qaCa简支梁：M：qel(2一~／1)／8固支梁：M=qcl(3—3e／1+c／1)／242)梁中间集中力荷载：P表2工况二2摊梁应力对照表(单位：MPa)I1，21，2简支梁：M～=pl／