T形矩管节点不同强化方式的力学性能研究.pdf

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1、四川建筑科学研究第37卷第6期30SichuanBuildingScience2011年12月T形矩管节点不同强化方式的力学性能研究赵雅娜，余志祥，赵世春(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)摘要：研究了矩管钢管桁架T形强化节点的基本受力特征和性能差异，借助大型通用有限元程序ADINA，建立了无强化与4种不同的强化方式共5组不同构造参数的T形连接节点数值模型，结合节点实际受力状况分别考虑单向轴力、单轴拉压作用以及拉压轴力与水平干扰力组合作用三种工况，进行了极限承载力和滞回性能的数值分析计算，得出外套管强化节点具有相对较好的综合力学性能，可为类似工程节点强化构造设计以及后续矩管桁

2、架强化节点试验研究提供参考。关键词：矩管桁架；T形节点；加强构造；数值分析中图分类号：TU375．5文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)06—030—05TheresearchofmechanicalpropertiesofreinforcedT-typeRHSJointsZHA0Yana．YUZhixiang．ZHAOShichun(CollegeofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，C~na)Abstract：Thedocumentstudiesthebasicmechanicalan

3、dproceduresmechanicalpropertiesofdiferentreinforcedT—typeRHSJointsbyusingthefiniteelementsoftwareADINA．Fivefiniteelementmodels，onenon—strengthenandfourdiferentreinforcedmodelsincluded，arebuilt．Setupthreeworkconditionsbasedontherealworkingstatustoresearchtheultimatebearingcapacitiesandthehysteretic

4、behaviorsofthesejoints．Itisfoundthattheexternalcastingstrengthenmodelhasarelativelygoodmechanicalproperty，whichwouldprovideareferenceforsimilarstructuredesignandfutureexperimentandresearchofRHSJoints．Keywords：steelrectangularhollowsection(RHS)；Tjoint；strengthenconstruction；numericalsimulati理构造的工艺力

5、学问题进行了研究。文献[5-7]对O引言类似节点进行了一系列的试验及仿真研究，但对节在相同设计条件下，矩管桁架由于构件断面刚点的实际工况模拟较为单一。矩管桁架节点支杆与度较圆管大，在大跨重载屋面结构设计选型中多有弦杆的传力较为复杂，并不仅是单纯的拉压或者弯采用。但矩管截面存在明显极轴，节点构造相对复剪作用，各种作用力存在很复杂的组合效应，为了预杂，且节点位置应力传递远不如圆管光滑，容易出现先揭示课题后续系列试验研究的机理，进行了若干管壁局部屈曲甚至撕裂。因此，节点承载力较难按抽象简化模型的数值分析，设计了一系列基本试件常规公式进行校核计算¨，常采用基于非线性有限及其数值模型，旨在研究T形强

6、化节点在受力相对元的数值分析技术来进行仿真模拟计算。矩管钢管不利的条件下的力学性能，包括基本静力性能和滞桁架中，T形节点是基本节点形状之一，实际设计回耗能能力，属于机理性研究。本文采用通用有限时，从经济与安全考虑，当节点承载能力不足时，通元软件ADINA，建立多种加强节点的数值模型，采常仅对节点区域进行强化处理。常用的强化方式包用非线性有限元数值计算技术，分别研究其单调加括设置内加劲、增设贴板、C形板外套以及外套管加载静力性能和往复循环加载时的滞回耗能性能。强(图1)。各种强化构造方式不仅承载力有差异，1有限元模型设计且施工的难易程度也不同，因此，揭示其工艺力学性能差异具有重要的实际工程意

7、义。文献[34]结合1．1网格设置本文分别建立了无加强、内加劲板、贴板、C形某大型铁路客运站房钢结构的节点设计，采用试验板和外套管强化的数值模型(表1)。为了保证网格和数值计算结合的方式，针对矩管桁架节点强化处质量，数值模型采用全四边形网格方案(图2)，全壳单元(SHELL)，最终网格质量达到0．9。其中，无加收稿13期：2010~6-04作者简介：赵雅娜(1981一)，女，四川成都人，博士研究生，主要从事强模型包含四边