K型钢管混凝土桁架节点的参数分析及力学性能研究.pdf

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1、K型钢管混凝土桁架节点的参数分析及力学性能研究ParametricAnalysisandMechanicalperformanceResearchontheK—-typeConcrete—-filledSteelTubeTrussJoints学科、专业研究方向2011年4月orL，【I『■r，，LIL_■r，合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名(工作单位、职称)主席：宅蚺旋委员：斟UU。1。导师：撇渺学娘岗惭圳部蹲髟‘f觳扳仓膨二拟手础雾三．彭报

2、后胆；世脂独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金起王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字．压剀签字日期．卅年期中日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，

3、允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆王些太茎兰一可以将学位论文的全部或部分论文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、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)靴敝糍轹枷翩鹕：鄞签字日期．Ⅻ1年妨巾学位论文作者毕业后去向：亏奄童工作单位：通讯地址：签字日期：力1年歹为牛日电话：(，．，，歹(I。2神丫邮编：K型钢管混凝土桁架节点的参数分析及力学性能研究摘要钢管混凝土作为一种新型的结构具有承载能力高、塑性和韧性好、耐冲击和振动荷载、耐火和防腐蚀性能好、制作简单和施工方便，且经

4、济性好，整体美观等特点。目前，国内外对钢管混凝土梁柱节点研究比较成熟，但对钢管混凝土桁架节点的研究较为少见，特别是钢管混凝土空间桁架节点在桥梁工程中的应用。因此，对钢管混凝土桁架节点的研究具有很重要的理论和实践意义。本文以K型钢管混凝土桁架节点为研究对象，采用三维实体单元模拟钢管和混凝土，同时考虑到材料非线性、钢管与混凝土接触非线性以及几何非线性。主要开展了以下几个方面的研究工作：(1)总结了国内外学者对钢管混凝土节点的研究内容和成果及其在工程实践中的应用。(2)采用大型有限元软件ABAQUS建立了平面方形、

5、圆形K型钢管混凝土桁架节点，讨论了在节点荷载作用下结构的应力分布、塑性发展、极限承载力和破坏模式。通过将钢管桁架节点和不同的灌注混凝土方式的钢管混凝土节点进行对比，对影响节点承载力的诸参数进行了详细分析，并总结了方形截面和圆形截面的钢管混凝土桁架节点的优缺点。根据参数和对比分析的结果得出几点结论，可为钢管混凝土桁架节点的设计提供参考依据。(3)特别建立了钢管混凝土空间桁架K型节点，以模拟实际工程应用中的钢管混凝土桁架组合桥梁中桁梁节点。对不同的荷载工况下的节点应力分布和变形特征进行全过程分析，探讨了节点的工作

6、机理和破坏模式。(4)基于数值模拟的结果，为K型钢管混凝土桁架节点的设计提出了几点建议，供工程应用参考。关键词：钢管混凝土；K型桁架节点；极限承载力；有限元方法ParametricAnalysisandMechanicalperformanceResearchontheK-锣peConcrete-t'diedSteelTubeTrussJointsABSTRACTAsanewkindofstructure，concrete-filledsteeltubeperformancehighcapacity,good

7、plasticityandtoughness，shockandvibrationloadresistance，easyfabricationandconvenientconstruction,aswellasgoodeconomyandbeautyimpressions，andSOon．Nowadays，thestudiesonbeam-columnjointsmadeofconcrete-filledsteeltubewererelativelymature．However，theresearchresul

8、tswererarewhenitcomestoconcrete—filledsteeltubetrussjoints，especiallyforthespacetrussintheapplicationofbridgeengineering．Therefore，theresearchesonthetrussjointscomposedofconcrete-filledsteeltubehavever