直接焊接K形、KK形間隙方圓管節(jié)點靜力性能的研究.pdf

1、空心管結(jié)構(gòu)因為良好的力學(xué)特性、優(yōu)美的外觀和相對較低的造價，越來越受到人們的關(guān)注。在直接焊接管節(jié)點中，有間隙的K形、KK形節(jié)點是廣受好評的結(jié)構(gòu)形式。
　　直接焊接空心管節(jié)點一般由圓管（CHS）與圓管相貫，或方管（SHS）與方管相貫組成。然而，由圓管支桿和方管弦桿組成的節(jié)點（也稱方圓管節(jié)點）常表現(xiàn)出一些超過單純由圓管或方管組成的節(jié)點的優(yōu)勢。方圓管節(jié)點只需要對支桿進行簡單的切削即可施焊連接，而同樣情況下的圓管節(jié)點在焊接之前必須對支桿進行

2、復(fù)雜的空間切割，才能使之與圓管弦桿很好的接合。所以方圓管節(jié)點比圓管節(jié)點加工成本更低。與方圓管節(jié)點相比，方管節(jié)點常有較嚴重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，且疲勞壽命相對較低。因此，方圓管節(jié)點很可能在一些工程中提供最佳的解決方案。
　　本文應(yīng)用材料和幾何非線性有限元方法，分別對弦桿有、無軸壓作用兩種狀態(tài)下的直接焊接K形和KK形間隙方圓管節(jié)點的靜力性能進行了系統(tǒng)的分析，全文共計算節(jié)點400余個。具體的工作如下：
　　首先，建立了典型節(jié)點并通過對其

3、細致的全過程分析掌握了K形和KK形方圓管節(jié)點的變形模式、應(yīng)力分布狀況及塑性區(qū)分布規(guī)律等特性。
　　然后，考察了主要的幾何參數(shù)對節(jié)點靜力性能（包括剛度、極限承載力、失效模式等）的影響規(guī)律，研究的參數(shù)有β、γ、τ、θ、g、bc、n。將有限元計算結(jié)果與現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）進行對比，指出了規(guī)范的不足之處和有待于進一步研究的問題。
　　最后，對KK形方圓管節(jié)點與K形方圓管節(jié)點的靜力性能進行了比較。同時還比較了