焊接方形钢管桁架结构设计

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1、张凤文,等焊接方形钢管析架结构设计焊接方形钢管析架结构设计张凤文刘锡良燕山大学土木工程系秦皇岛肠仗兀旧天津大学建工学院天津刃印、,总结、、,摘要付国内外方管矩形管结构的应用研究现状作了分析了方管矩形管析架焊接节点的受力破坏特点介绍了国,,。际上推荐的方管节点设计计算公式指出了这种结构设计时应注意的问题并以实例介绍了这种结构的设计过程关挂词方形钢管焊接衍架破坏特征结构选型及分析设计方法叨场飞乞为进抽曲啊醉仅拓日刀乡罗拍创洲,‘吐悦,,助比以北忱切刃。印璐忱从吧栩汀】切沈俪】血,乡瑙犷比以心制方管、矩形管结构具有剪心、形心重合,抗扭性计方法。公司年出版了世界上

2、第一本,,,能好抗弯刚度较大组成的结构外形美观等优钢管连接设计手册年又出版了该手册的第二。,,版世纪年代末年代初点因此得到了越来越多的应用然而我国在国际管结构和研究、,,这方面的研究应用工作做得还很不够对方管矩会也开始进行大量的研究工作随后国,际焊接协会在年发表了一套新的极限形管结构的设计还没有专门规范可依据该方面的设计资料也很少。这给设计人员的工作带来很大的状态设计方法,并于年对这些方法作了修正。困难。本文根据国外研究结果,对方管、矩形管析这些方法被认为是比较合理的钢管连接设计方法。架的受力、破坏特点及设计方法进行了分析和总随后在世纪年代人们对钢管结构设

3、计有了较。,,结深的认识并有了一些有关钢管的正规出版物如”年后,国内外钢管结构的研究现状又给出了焊接钢管连接的疲劳设计对其静载焊接钢管结构,的应用始于英国大学的第一作者张凤文男年月生博士研究生滋与年提出了非常重要的设收稿日期一肠一结语行计算。本文的优化设计,具有计算简便,结果准,,,参考文献确经济合理的特点梁截面尺寸一次算出不需试,。,,算也可不需验算段树鑫焊接工字型钢梁截面设计的直接算法建筑结构芜旧由例可知,虽又,,但计算结果仍满足欧阳可庆钢结构北京中国建筑工业出版社,一,。设计要求表明本文简化公式较为理想,望陈绍蕃钢结构第二版北京中国建筑工业出版社洲印

4、,腹板高厚比涉及其加劲肋设置问题设计者《数学手册》编写组方德植等数学手册北京高等教育出版,可视具体情况选取合适比值,按本文的设计步骤进社卯,,新技农新工艺、新材料,连接设计方法进行,由于析架杆件都受到相当大的端点约束钢管了更新出版了这一设计方法的、,新析架杆件有效长度的简化规则为对弦杆析架平第二版的设计方法得到国际上的,。,,广泛认可被许多国际组织采用如欧洲规范面内彬架平面外几对腹杆任。、德国、美国、英国、加拿大意平面内粼为节点间的长度减柳留一引丘卜即、日本口叉,钢管、〔析架节点的构造方式和失效模式设计指导,,等规范和著作中。对钢管焊接析架节点的试验研究表

5、明由于节点类型、荷载情况及几何参数不同,型及型节,。析架形状、节点类型及内力分析点可能出现种失效模式见图模型的破坏试。,,钢管结构的发展趋势为连接方式越来越简化验结果表明几种失效模式往往同时发生如当腹即只要有可能就要取消节点板、加劲肋及其它加杆宽度与弦杆宽度之比较大而在中值附近。,强措施〔〕在各种析架类型中以型最为一且弦杆壁厚较小的情况下失效模,。,,,式和或和往往同时发生通过限制某经济这种柑架的腹杆数量少彬架节点数量少见,,图与析架相比析架只有它一半数些参数的取值范围常用范围节点就会按某些特,,定的模式发生破坏当矩形管变为方形管且满足表量的腹杆和节点较长

6、的受压杆发挥了钢管构件的有效受压特性,析架的参数条件时就会发生表中列出的相应模式破的制造费用和总费用都比较,,低,所以被普遍采用。坏据此建立了相应的方管节点计算公式即对于方管弦杆的型及型间隙节点仅须检验失效模、、型节点,当刀,、式对蕊时方管矩八八广分伙,形管表面因刚度小而出现屈服线当口时弦杆表,面具有足够的刚度节点承载力主要取决于弦、杆侧面的承拉能力腹杆受拉时及弦杆侧壁的局叭阶叭几乍。当刀,、方部屈曲能力腹杆受压时李时及节点的腹杆荷载主要由平行于弦杆的腹杆侧,,图认析架和布置壁承受而另外两壁的荷载很小节点的失效称为“”一一有效宽度失效模式型及型叠置节点的破

7、析架析架。进行析架的内力分析,坏模式也为有效宽度失效模式时如弦杆节间没有外加荷载时,通常假定所有杆件,之间均为铰接但是杆件中心线汇交点的偏心产生的弯矩在进行杆件截面设计时必须加以考虑,通常只根据节点两侧的弦,杆相对刚度在弦杆卜‘模型上分配分析模型见图但鬓一半等不宕卜一簇。簇。簇,以忽略偏当前心弯矩的影响。参叁叠模型模型模型、漾叠叁公饮尸决模型、图空心钢管析架型型节点的破坏模式图平面析架节点模至一析架节点计算及适用范围刚域杆件登节点简化模型。一一析架节点连接强度计算公式见表间隙节点简化模型铰钢结构年第期第卷总第期张凤文,等焊接方形钢管拚架结构设计表节点,强度

8、计算公式叩节点类型节点设计承载力‘,、与节点尹簇破坏模式弦杆表面屈