钢管主材与角钢斜材双肢双板连接节点的力学性能分析

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1、：分类号密级：ＵＤＣ：学号：４０６００６８１５０３７南昌大学硕士研究生学位论文钢管主材与角钢斜材双肢双板连接节点的力学性能分析－－Ｍｅｃｈａｎｔ－ｉｃｓＰｒｏｐｅｒｉｅｓｏｆＤｏｕｂｌｅＬｉｍｂＤｏｕｂｌｅＰｌａｔｅＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｏｎＳｔｅｅｌＰｉｐｅａｎｄＡｎｇｌｅＳｔｅｅｌ聂先泽培养单位（院、系）：建筑工程学院指导教师姓名、职称：黄模佳教授申请学位的学科门类：工学＇学科专业名称：结构工程：２０１８年６月论文答辩日期１

2、日’答辩委员会主席：评阅人：－｜－．ｔ２０１８年月日摘要摘要对于主材为钢管、斜材为角钢的铁塔结构，主材-斜材连接节点常采用管-单肢单板连接形式。由于管-单肢单板连接节点中的角钢处于偏心受力状态，使得节点板在承受平面拉、压正应力的同时还承受数值更大的弯曲应力，对主材和节点板间的焊缝连接强度极为不利。为了尽可能避免节点板和角钢出现弯曲应力，本文提出了一种新型的连接节点形式：管-双肢双板连接节点，借助于理论分析、数值计算和试验研究等手段，深入探究了管-双肢双板节点的力学特性，研究

3、结果表明，在相同荷载下，管-双肢双板连接节点的最大应力远小于管-单肢单板节点。为实现此目的，本文的主要研究内容和成果如下：（1）详细介绍了管-单肢单板连接节点的传力机制，给出了钢管与节点板连接的破坏模式，给出了角钢在偏心拉压荷载作用下的强度及稳定性计算方法，为研究管-双肢双板节点的力学性能提供了理论依据。（2）首次提出了管-双肢双板连接节点，对比分析了管-双肢双板和管-单肢单板连接节点的力学特性，结果表明：管-单肢单板连接节点的角钢在偏心荷载作用下其截面应力是角钢处于轴向拉、压状态下截面应力的2.5倍

4、，管-单肢单板节点的节点板板端应力比管-双肢双板节点至少高4倍；研究了螺栓群连接的传力机制，研究表明，螺栓群前、后两排螺栓传递力远大于中间位置的螺栓传递力，为管-双肢双板连接节点螺栓的合理布置提供了理论基础。（3）开展了管-单肢单板节点与管-双肢双板节点的静载试验，试验结果表明，管-双肢双板节点的承载力高于管-单肢单板节点；进行了相应的有限元分析，试验结果和有限元结果的吻合进一步验证了管-双肢双板节点的可靠性。（4）开展了管-单肢单板节点与管-双肢双板节点的疲劳试验，找出了管-双肢双板节点在疲劳荷载作

5、用下的薄弱环节，为进一步优化管-双肢双板节点结构形式提供了试验数据支持；进行了相应节点的疲劳强度有限元分析，数值计算结果与试验结果吻合较好。在进一步完善的基础上，本文研究的初步成果可应用于钢管主材和角钢斜材节点连接的工程实际。关键词：管-双肢双板节点；节点板；角钢；极限承载力；疲劳试验IABSTRACTABSTRACTForthemainmaterialforsteelpipe,oblique-anglesteeltowerstructure,themainmaterial-inclinedmater

6、ialconnectionjointsoftenadoptthetube-singlelimbsingleboardconnection.Becausetheanglesteelinthepipe-singlelimbconnectionjointisintheeccentricforcestate,thejointplateissubjectedtoalargerbendingstresswhilebearingtheplanetensileandcompressivestress,andthewe

7、ldjointstrengthbetweenthemainmaterialandthejointplateisveryunfavorable.Inordertoavoidthebendingstressofthenodalplateandanglesteelasfaraspossible,inthispaper,anewtypeofconnectionnodeisproposed,whichisatwo-plateconnectingjointofpipe-doublelimb,andthemecha

8、nicalpropertiesoftwo-limbdoubleplatejointsaredeeplyresearchedbymeansoftheoreticalanalysis,numericalcalculationandexperimentalresearch,andtheresultsshowthatunderthesameload,Themaximumstressofthepipe-double-plateconnectionjointismu