X型相贯节点极限承载力分析.pdf

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1、Ｘ型相贯节点极限承载力分析周凯，纵岗（盐城工业职业技术学院建筑工程学院，江苏盐城２２４００５）摘要：利用ＡＢＡＱＵＳ强大的非线性分析功能，对双向弯矩始终处于上升阶段，没有下降段出现，１％ｄ０对应的荷载为下的平面相贯节点Ｘ型节点进行有限元模拟分析，得到该条３６．１ｔ，３％ｄ０对应的荷载为５３．９ｔ，根据Ｌｕ的理论，Ｐ３％ｄ０≤件下此类杆件的极限承载力和节点区的应力变化趋势，与已１畅５Ｐ１％ｄ０＝５４．２ｔ时，Ｐｕ＝Ｐ３％ｄ０＝５３畅９ｔ。有试验数据对比分析，验证ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件在模拟２）以Ｙｕｒａ等人提出的判断准则来判断节点极限承

2、载力双向弯矩作用下Ｘ型相贯节点极限承载力的可行性，同时对２ｆｙｌ（见图２）。在支管端部偏心节点施加极限位移Δ＝＝节点进行参数化分析。Ｅ关键词：相贯节点；Ｘ型；极限承载力６０ｆｙｄ＝１３．３ｍｍ，对应的极限承载力Ｐ＝Ｐ＝５８ｔ。ｕΔｍａｘ中图分类号：ＴＵ３９２．３文献标志码：ＢＥ文章编号：１６７２－４０１１（２０１７）０５－００４８－０１ＤＯＩ：１０畅３９６９／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１６７２－４０１１畅２０１７畅０５畅００２４0前言钢管桁架结构是目前在钢结构建筑中应用较多的，而钢管相贯节点的受力一直是研究的重点。本文以实际工程为背景，对双向弯矩下的

3、平面相贯节点Ｘ型节点进行有限元模图１Ｌｕ判别准则荷载位移曲线图２Ｙｕｒａ判别准则荷载位移曲线拟分析，得到该条件下此类杆件的极限承载力和节点区的应力变化趋势，与已有试验数据对比分析。4节点破坏模式1有限元模型的建立钢结构相贯节点［４］一般破坏模式包括：支管的屈服、局［１］部屈曲破坏，主管的屈服、局部屈曲破坏，主管的冲切破坏，根据薄壳理论，单一材料制造的各向同性壳体的厚跨主管的剪切破坏等。根据对Ｘ型圆管相贯节点的有限元模比大于１／１５，可认为是厚壳问题；厚跨比小于１／１５，则认为拟的应力云图显示，该节点的破坏属于主管的局部屈曲破是薄壳问题。本

4、试验构件主管和腹杆厚跨比最大仍小于１／坏，与试验破坏现象一致。发生此种破坏时，主管与支管相１５，故选择Ｓ４Ｒ５四节点缩减积分薄壳单元，每个节点使用５贯线区域上出现塑性屈曲破坏，由应力云图可知，相贯线附个自由度，包括３个平等自由度和２个面内转动自由度（没近在顺着弯矩作用方向的区域首先屈服，出现凹陷现象，背有绕壳面法线的转动自由度）。杆件端部的垫板采用Ｃ３Ｄ１０离弯矩方向的区域由于抵消部分压应力，屈服较滞后，凹陷十节点二次四面体实体单元。网格的合理划分能使模拟计没前者明显，主管上侧壁由于同时承受轴向压应力与双向弯算获得较好的精度，本文采用四面

5、体自由网格划分，网格尺矩压应力的作用，外凸现象显著。寸３０。5结论2边界条件和加载方式通过对比可知，该有限元模型所选计算单元，网格划分［２］节点的边界条件和加载方式对模型的分析至关重要，技术，边界约束条件及加载方式都是可行的，且对于支管双一个正确、合理的边界条件和加载方式能够真实地模拟试向受弯相贯节点，当荷载位移曲线无下降段时，利用Ｌｕ判别验，准确的反映出节点的受力性能。本文边界条件和加载方准则界定极限承载力是一种比较科学、准确的方法。式如下，对主管一端（节点１）铰接，对另一端（节点２）只限［ＩＤ：００４０３９］制横向位移；加载时，先在主

6、管端部（节点２）逐级加载至设计强度，然后保持荷载不变，在支管两端同时加轴向偏心参考文献：位移。［１］陈以一，陈扬骥．钢管结构相贯节点的研究现状［Ｊ］．建筑结构，２００２，３２（７）：５２－５５．3节点受力性能分析［２］Ｙ．Ｋｕｒｏｂａｎｅ，Ｍ．Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ，Ｋ．Ｈｉｒａｋｉｄａ．ＦｉｎｉｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ［３］１）以Ｌｕ等提出的判断准则来判断节点的极限承载ｏｆｕｂｕｌａｒＡｎｄＫ－Ｊｏｉｎｓ．ＡｒｃｈｉｅｃｕｒａｌＩｎｓｉｕｅｏｆＪａｐａｎ．１９７０，５０３力。给支管端部偏心节点处一个轴向位移５０ｍｍ，如图１。－

7、５０６．计算分析得到节点反力与位移曲线如图２。该荷载位移曲线［３］牧野雄二，黒羽啓明，三井宜之．鋼管継手の局部変形耐力の推定［Ａ］．日本建築学会論文報告集［Ｃ］．１９７８．收稿日期：２０１７－０３－２６［４］方敏勇，郝际平．空间管结构ＣＩＤＥＣＴ设计指南简介［Ｊ］．西安作者简介：周凯（１９８９－），男，江苏镇江人，硕士研究生，助教，主要研建筑科技大学学报，２００３，３５（４）：３６３－３６６．究方向：结构工程加固。·４８·