空间结构鼓形节点受力性能研究
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摘要
在我国大空间、大跨度的结构越来越多，节点在空间结构中起着重要的作用，焊接空心节点在网架、网壳等空间结构中被大量应用。本文研究的是一种新型的节点——焊接空心鼓形节点。
《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91和《网壳结构技术规程》JGJ61-2003只对空心球节点提出了承载力的计算公式，而没有引入鼓节点。本文采用ANSYS程序对鼓节点的强度进行了弹塑性有限元计算和分析。通过对各种不同尺寸和加载工况的节点进行计算，找到影响承载力的主要因素，通过回归分析提出节点承载力计算公式，并与焊接空心球节点进行比较，分析了鼓节点与空心球节点在承载能力上的差别。本研究对于焊接空心鼓节点在网壳结构中的推广应用有实际意义。
Space truss has developed rapidly in China and designer for its advantage has accepted the sphere soace grid.Joints have play very important role in structure .Generally,the weided hollow ball joints are adopted .But sometime they can not satisfy the requisition of structure.So a lot of people are busy searching for joints and fouding out all kinds of joints .A new joint -welded hollow truncated joint will be now in this paper.
In order to get load-carrying capacity of a truncated joint,we use ANSYS finite element method to calculate the joints with diffent kinds and find out factors influencing the result.Then the calculation formulas of load-bearing capcacity of joint under three kinds forces can be presented in ths paper .Finally,we will see the different between truncated joint and ball joint.
《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91和《网壳结构技术规程》JGJ61-2003只对空心球节点提出了承载力的计算公式，而没有引入鼓节点。本文采用ANSYS程序对鼓节点的强度进行了弹塑性有限元计算和分析。通过对各种不同尺寸和加载工况的节点进行计算，找到影响承载力的主要因素，通过回归分析提出节点承载力计算公式，并与焊接空心球节点进行比较，分析了鼓节点与空心球节点在承载能力上的差别。本研究对于焊接空心鼓节点在网壳结构中的推广应用有实际意义。
Space truss has developed rapidly in China and designer for its advantage has accepted the sphere soace grid.Joints have play very important role in structure .Generally,the weided hollow ball joints are adopted .But sometime they can not satisfy the requisition of structure.So a lot of people are busy searching for joints and fouding out all kinds of joints .A new joint -welded hollow truncated joint will be now in this paper.
In order to get load-carrying capacity of a truncated joint,we use ANSYS finite element method to calculate the joints with diffent kinds and find out factors influencing the result.Then the calculation formulas of load-bearing capcacity of joint under three kinds forces can be presented in ths paper .Finally,we will see the different between truncated joint and ball joint.
引文
[1]完海鹰，网架结构焊接空心球节点轴力柔度和弯曲刚度的有限元分析，安徽建筑工业学院学报，1998年
[2]徐培、薛国亚、庞同和、单建，大型焊接空心球节点的力学分析与试验研究，东南大学学报，1997年
[3]苏明周、顾强、卢晓松，网架焊接空心球节点受压承载力的有限元分析，西安建筑科技大学学报，1998年
[4]王星、董石麟、完海鹰，焊接球节点刚度的有限元分析，浙江大学学报，2000年
[5]姜兰潮、高日、徐国彬，影响焊接空心球节点承载力的几个因素的分析，北方交通大学学报，1998年
[6]任重，ANSYS实用分析教程，北京大学出版社，2002年
[7]嘉木工作室，ANSYS5.7有限元实例分析教程，机械工业出版社，2002年
[8]李皓月、周田朋、刘向新，ANSYS工程计算应用教程，中国铁道出版社，2002年
[9]王焕定、吴德伦、林家，有限单元法及计算程序，中国建筑工业出版社，1997年
[10]郭彦林、刘建平、陈国栋，管节点承载力有限元分析，建筑结构，2001年
[11]林颍儒、王守义、徐晓明、李建峰、陈海华、周宇庆，钢管直接相贯焊接节点设计研究
[12]李亚明、姚念亮、杨联萍、曾银枝、钱若军、王人鹏，焊接空心鼓节点在单层网壳结构中的应用研究，工业建筑，2000年
[13]Y.S.Choo、X.D.Qian、J.Y.R.Liew、 J.Wardenier, Static strength of thick--walled CHS X--joints--Ⅰ.New approach in strength dafinition, Journal of constructional steel research, 2003
[14]Y.S.Choo、X.D.Qian、J.Y.R.Liew、J.Wardenier, Static strength of thick--walled CHS X--joints--Ⅱ .New approach in strength dafinition, Journal of constructional steel research, 2003
[15]T.C.Fung、 C.K.Soh、T.K.Chan、and Emi, Stress Concentration factor of Doubler Plate Reinforced Tubular T Joint, Journal Structural Engineering, 2002
[16]H.L.Zhao and J.Ma、S.R.Yan, A Study of The Behaviour of Joints, International Jurnal of Space Structures, 1992
[17]沈世钊，大跨空间结构的发展——回顾与展望，土木工程学报，1998年3期
[18]蓝天，空间钢结构的应用与发展，建筑结构学报，2001年4期
[19]徐网生、李晋昌，新型空间结构与网格结构在实际应用中的比较，空间结构，2000年4期
[20]董石麟，我国大跨度空间钢结构的发展与展望，空间结构，2000年2期
[21]Makowski Z S, Analysis Design and Construction of Braced Dome. Granada Pubilishing,UK, 1984
[22]MAKOWSKI,Z.S., Analysis,Design and Construction of Double Layer Grids, Applied Science Publishing Ltd,1981
[23]ZIENKIEWICZ,O.C.,The Finite Element Methed,3rd Edition,McGraw-Hill Book Company Ltd, 1977
[24]谭玉成等，网架结构空心球节点承载能力的试验研究与合理设计，空间结构论文集，北京：科学出版社，1985
[25]完海鹰等，一种新型网架节点的数值分析及承载能力的试验研究，第六届空间结构学术会议论文集，北京：地震出版社，1992
[26]Saka T, Heri K.The Effect of Joints on Strength of Space Trusscs. 3rd International Cont. On Space Structure, 1984
[27]Young W C. Roatk s Fomulas for Stress and Strain. Mc Graw-Hill Book Company, 6th Education 1989
[28]中华人民共和国建设部。JGJT-91网架结构设计与施工规程，北京：中国建设工业出版社，1991．1～30
[29]武振宇、张耀春，直接焊接T型钢管节点性能的试验研究，钢结构，1999．2
[30]唐瑞森，新编网架结构设计手册，科学出版社，1998
[31]沈祖炎、陈扬骥，网架与网壳，同济大学出版社，1996
[32]刘善维，网架结构设计手册，科学出版社，1983
[33]Owen D R J,H inton E. Finite Elemems in Plasticity. Swansea: U K Pineridge Press,1980
[34]雷洪刚，网架焊接空心球节点静力及疲劳性能的系统研究，《第五届空间结构学术交流会论文集》，1990
[35]刘锡良，陈志华，空间网架焊接球节点破坏机理分析及承载力试验研究，《第
五届空间结构学术交流会论文集》，1990
[36]秦冬祺，网架空心球节点的有限元研究，《工程力学》，1990
[37]Cook R D.Concept and Application of Finite Element Analysis.New York:Wiley,1974
[38]Owen D R J, Hinton E.Finite Elements in Plasticity.Swansea:U K Pineridge Press,1980
[2]徐培、薛国亚、庞同和、单建，大型焊接空心球节点的力学分析与试验研究，东南大学学报，1997年
[3]苏明周、顾强、卢晓松，网架焊接空心球节点受压承载力的有限元分析，西安建筑科技大学学报，1998年
[4]王星、董石麟、完海鹰，焊接球节点刚度的有限元分析，浙江大学学报，2000年
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[10]郭彦林、刘建平、陈国栋，管节点承载力有限元分析，建筑结构，2001年
[11]林颍儒、王守义、徐晓明、李建峰、陈海华、周宇庆，钢管直接相贯焊接节点设计研究
[12]李亚明、姚念亮、杨联萍、曾银枝、钱若军、王人鹏，焊接空心鼓节点在单层网壳结构中的应用研究，工业建筑，2000年
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五届空间结构学术交流会论文集》，1990
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