学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

焦作市体育场铸钢支座节点抗拉性能试验研究及数值分析

作　者: 冷光
导　师: 陈爱国
学　校: 北京交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 铸钢支座节点足尺抗拉试验有限元分析
分类号: TU393.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 27次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

铸钢节点以其良好的受力性能和较强的适应能力应用于大跨度空间结构,然而到目前为止仍没有成熟的设计方法。在这种情况下,要铸钢节点广泛应用于工程中,就需要更多的研究与分析。本文以河南省焦作市体育中心体育馆工程实例为背景,对于应用其中的关键部件铸钢支座节点做了下面一些工作：(1)首先,本文通过铸钢节点应用技术规程,介绍了目前铸钢节点材料、类型、特点、设计原则等。(2)其次,运用大型通用有限元软件ANSYS对铸钢节点进行非线性有限元分析,对于本文所研究的铸钢支座节点而言,其下部铸钢底盘与上部加劲肋的连接处为较薄弱区域,此薄弱环节是本文计算分析的主要内容,首先计算了高强螺栓型号对其影响,螺栓型号分为5种从M20到M42不等；然后考察螺栓数量给节点带来的影响,分别计算了12个、16个、20个不同数量螺栓配置的节点承载力；接着分析了焊缝的作用,焊缝尺寸分别为30mm、35mm、40mm；通过这些计算分析,找出比较符合的型号、尺寸,最后建议每个节点配置16个型号为M30高强螺栓、并采用35mm的加强焊缝,增加加强挂钩的作用下,使节点各组件基本最大限度的发挥了作用,节点设计趋于合理化。(3)对河南省焦作市体育中心体育馆的2个支座节点试件进行了足尺抗拉性能试验,考察加强挂钩对支座抗拉性能的影响,得到了节点表面的应力分布。试验结果表明,设计的两个节点试件承载力均超过4倍的设计荷载,很好的满足工程安全需要；试件的大部分区域处于弹性受力状态,少部分区域进入塑性状态；试件二由于挂钩的加强作用,延缓试件进入塑性,对试件的受力性能具有改善作用。由于加强挂钩的存在,能较好提高抗拉承载力。(4)针对2个试件,进行了弹塑性有限元分析。有限元结果与试件实验结果吻合较好,从而验证了有限元分析的正确性。(5)最后,本文对铸钢节点有待进一步解决的问题提出了几点建议,以供今后的研究人员参考。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1. 绪论  11-27
  1.1 研究背景及意义  11
  1.2 铸钢节点的研究现状及发展动态  11-18
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-14
    1.2.3 经典工程实例  14-18
    1.2.4 铸钢节点研究的不足与主要存在的问题  18
  1.3 铸钢节点材料  18-20
    1.3.1 铸钢材料的选用  18-19
    1.3.2 铸钢材料的设计指标  19-20
  1.4 铸钢节点的特点与分类  20-23
    1.4.1 铸钢节点的特点  20-21
    1.4.2 铸钢节点的分类  21-22
    1.4.3 铸钢节点的设计  22-23
  1.5 本文的工程概况与计算模型  23-26
    1.5.1 工程概况  23-24
    1.5.2 计算模型  24-26
  1.6 本文主要研究内容  26-27
2. 铸钢支座在轴向拉力作用下的数值分析  27-49
  2.1 有限元模型的建立  27-32
    2.1.1 有限元法简介  27
    2.1.2 材料本构关系  27-29
    2.1.3 单元的选取  29
    2.1.4 节点模型  29-30
    2.1.5 模型网格划分  30-31
    2.1.6 接触的模拟与荷载的施加  31-32
  2.2 连接处各组件对于铸钢支座节点的影响  32-48
    2.2.1 螺栓型号对铸钢支座节点的影响  32-39
    2.2.2 螺栓数量对于铸钢支座节点的影响  39-42
    2.2.3 焊缝加强对于铸钢支座节点的影响  42-46
    2.2.4 挂钩加强对于铸钢支座节点的影响  46-48
  2.3 本章小结  48-49
3. 铸钢支座节点的试验研究  49-65
  3.1 试件的设计与实施  49-54
    3.1.1 试件设计  49-51
    3.1.2 加载装置与加载方案  51-52
    3.1.3 位移、应变测试方案  52-54
    3.1.4 试验的实施  54
  3.2 试验结果与数据分析  54-62
    3.2.1 试件一 (无挂钩) 结果数据分析  55-57
    3.2.2 试件二 (有挂钩) 试验结果数据分析  57-59
    3.2.3. 试件一与试件二试验结果数据分析对比  59-61
    3.2.4. 试验过程中偏心的影响  61-62
  3.3 试验结果与计算结果的比较  62-64
    3.3.1 荷载-位移曲线比较  62
    3.3.2 测点荷载--应变比较  62-64
  3.4 本章小结  64-65
4. 结论与展望  65-67
  4.1 结论  65-66
  4.2 存在的问题与展望  66-67
参考文献  67-71
作者简历  71-75
学位论文数据集  75

焦作市体育场铸钢支座节点抗拉性能试验研究及数值分析

内容摘要

全文目录

相似论文