T型方钢管节点不同加劲板布置方式对比分析.pdf

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1、·32·2014年第4期2014年8月SichuanBuildingMaterials第40卷总第180期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.04.015T型方钢管节点不同加劲板布置方式对比分析吴摇玮(同济大学建筑工程系,上海摇200092)摇摇摘摇要:本文利用ANSYS有限元软件建立了T型方钢中,EquivalentVonMisesStress为:管节点模型,对该节点的两种加劲板布置方式进行了对比,112222得到了较好的布置方式,并在此基础上对该节点极限承载滓e=([(滓1-滓2)+(滓2-滓3)+(滓3-滓1)])2

2、力进行分析,结果表明该节点极限承载力由正常使用极限或者状态控制。1滓=222摇摇关键词:方钢管;T型节点;加劲板;极限承载力e([(滓x-滓y)+(滓y-滓z)+(滓z-滓x)+2摇摇中图分类号:TU311郾4文献标志码:B12222文章编号:1672-4011(2014)04-0032-026(滓xy+滓yz+滓xz)])现对该节点分别按a方式(加劲板沿主管轴向布置)和0摇前摇言b方式(加劲板沿主管截面布置)进行静力线弹性分析,得近年来,随着空间结构体系的推广,采用直接焊接的到相应的EquivalentVonMisesStress(以下简称EVM)应力图钢管节点得

3、到了越来越广泛的使用。T型方钢管节点形式如图2~3所示。简单,能有效减少施工难度、降低造价。但钢管节点往往1DODALSOLUTIONNSYS应力状态复杂,连接部分应力集中现象明显,因此常常对STEP=1JUN62014SUB=120:07:37钢管节点采取加劲措施。常见的T型方钢管加劲板布置方TIME=1SEQV(AVG)式有两种,即沿主管轴向布置(a方式)和沿主管截面布置DMX=.010978SMN=.230E+07(b方式)。比较分析两种布置方式对节点性能的影响,可SMX=.301E+10以为节点设计提供参考价值。1摇模型的建立利用ANSYS14郾0建立节点模

4、型,见图1。主管截面为300mm伊10mm,长度2000mm,两端铰接。支管截面180mm伊8mm,长度700mm,端部作用900kN轴拉力,加劲.230E+07.672E+09.134E+10.201E+10.268E+10.337E+09.101E+10.168E+10.234E+10.301E+10板截面为290mm伊10mm,高度为180mm。节点主管、支管和加劲板均采用solid187单元(四面体、10节点实体单图2摇a方式EVM应力图6元),钢材弹性模量E=2郾06伊10MPa,泊松比自=0郾30,主1NSYSDODALSOLUTION支管及加劲板均为等

5、强连接。JUN52014STEP=122:35:50SUB=1TIME=11NSYSSEQV(AVG)ELEMENTSJUN62014DMX=.00836220:09:10SMN=.441E+07SMX=.362E+10.441E+07.808E+09.161E+10.242E+10.322E+10.406E+09.121E+10.201E+10.282E+10.362E+10图1摇节点模型图3摇b方式EVM应力图2摇两种不同加劲板设置方式对比分析比较图2~3可以看出:加劲板按a方式布置时,节点处有明显的应力集中,1913年,VonMises提出当点应力状态的等效应

6、力达到高应力区较大;加劲板按b方式布置时,支管无加劲板一某一与应力状态无关的定值时,材料就屈服;因此多采用侧的应力分布得到明显改善,主支管管壁的高应力区大幅EquivalentVonMisesStress评价金属的应力情况。在ANSYS缩小。按a方式布置时,加劲板上应力分布与支管一致,作者简介:吴玮(1990-),男,江苏苏州人,硕士研究生,研究方向:钢加劲板两端与主管相交处有明显的应力集中;按b方式布结构。置时,加劲板应力水平比支管大很多,并在与主管相交处2014年第4期·33·第40卷总第180期SichuanBuildingMaterials201

7、4年8月有明显的应力集中。作用,主管跨中下翼缘板也出现部分屈服。主管与支管绝产生以上现象的原因在于,按a方式布置时,加劲板大部分区域应力水平正常,仍能继续工作。与支管同样都只是支撑在主管翼缘板上,而翼缘板面外刚800度较小,此时荷载通过支管和加劲板直接作用于主管翼缘700板上,形成明显的冲切效应,造成很大的集中应力。相反,600按b方式布置时,加劲板的两端由主管腹板支撑,根据力N500/k400载按刚度分配的原则,腹板极大的面内刚度保证了荷载主要荷300通过加劲板传递到主管腹板,而不是通过主管翼缘板再传200递给主管腹板。100因此,通过以上对比可以得出,加劲板