轂形節(jié)點承載力分析及其對單層球面網(wǎng)殼整體穩(wěn)定性影響.pdf

1、隨著網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用日益增多,其節(jié)點形式也變得多樣化,許多新型節(jié)點隨之產(chǎn)生。其中轂形節(jié)點是我國研制出來的一種適用于單層球面網(wǎng)殼的節(jié)點,在大跨度鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很廣。此類節(jié)點在網(wǎng)殼平面外具有一定的轉(zhuǎn)動剛度,而在網(wǎng)殼平面內(nèi)則可以自由轉(zhuǎn)動,是介于剛接節(jié)點與鉸接節(jié)點之間的一種半剛性的節(jié)點。為確保結(jié)構(gòu)的安全性,對節(jié)點承載力及其對單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響進行研究具有重要意義。為此本文主要進行了如下工作:
　　 1.根據(jù)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程對節(jié)

2、點尺寸進行設(shè)計,運用有限元軟件ABAOUS建立轂形節(jié)點的有限元模型。通過對不同受力情況下的承載力進行分析,觀察節(jié)點的破壞過程,得到了節(jié)點的極限承載力；驗證了可以用頸部最小截面處的承載力來代替轂形節(jié)點的承載力,從而簡化轂形節(jié)點承載力的計算方法。
　　 2.為研究節(jié)點剛度對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,在空間梁單元基礎(chǔ)上引入ANSYS中一種連接單元Matrix27作為單元模型來模擬轂形節(jié)點。通過引入由彎矩-轉(zhuǎn)角曲線得到的轂形節(jié)點初始抗彎剛度

3、,對不同跨度的轂形節(jié)點單層球面網(wǎng)殼進行靜力及穩(wěn)定性分析。計算中考慮了結(jié)構(gòu)的幾何非線性以及初始缺陷,得到失穩(wěn)模態(tài)、荷載-位移曲線以及荷載系數(shù),并與剛接節(jié)點和剛鉸接節(jié)點單層球面網(wǎng)殼的整體穩(wěn)定性進行對比,確定了節(jié)點剛度對穩(wěn)定性的影響。
　　 本文給出了網(wǎng)殼工程中轂形節(jié)點承載力的簡化計算方法,從而對節(jié)點的設(shè)計提出了相關(guān)參考意見。確定了轂形節(jié)點作為一種半剛性節(jié)點,其剛度對單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性的影響,這對于單層球面網(wǎng)殼實際工程的設(shè)計和保證結(jié)構(gòu)