钢管结构新型刚性连接的理论与试验研究-结构工程专业论文.docxVIP

内蒙古科 内蒙古科技大学硕士学位论文 III III is less than the critical value and the failure occurred in the steel tube when calculated value is greater than the critical value. By using the equal strength design method to derive the simplified theoretical solution, combining the finite element, experiment and the simplified theoretical solution, the practical calculation formula about the connection is given on this paper. The formula is proved to be corrected by comparing the bearing capacity of the same model in the ways of formula, experiment and nonlinear finite element. Eventually, the paper provides a reference for the application in practical engineering by offering the design flow and advices for the new rigid connection, as well as the table of selecting the materials composing connection. Key Words：High-strength bolt; Rigid connection; Finite element analysis; Experiment research; Proposed formula PAGE PAGE 1 目 录 摘 要 I AbstractII 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究现状 1 1.2.1 钢管焊接连接的研究现状 2 1.2.2 钢管螺栓连接的研究现状 4 1.3 研究意义 6 1.4 研究内容 7 2 新型刚性连接的试验研究 9 2.1 概述 9 2.2 试验方案 9 2.2.1 试验目的及试件设计 9 2.2.2 试件加工及材料属性 10 2.2.3 试验装置及测点布置 11 2.3 破坏特征 12 2.3.1 受压试件破坏特征 13 2.3.2 受拉试件破坏特征 15 2.4 受压试件结果分析 16 2.4.1 荷载、位移结果分析 16 2.4.2 应力结果分析 19 2.5 受拉试件结果分析 20 2.5.1 荷载、位移结果分析 20 2.5.2 应力结果分析 22 2.6 小结 25 3 新型刚性连接的有限元分析 26 3.1 概述 26 3.2 有限元模型的建立 26 3.2.1 模型的参数选择 26 3.2.2 模型的单元选择 27 3.2.3 材料属性 28 3.2.4 网格划分及求解 28 3.3 有限元模型验证 30 3.3.1 承载能力对比分析 30 3.3.2 破坏形态对比分析 31 3.4 影响连接极限承载力的参数分析 36 3.4.1 参数 α 对极限承载力的影响 37 3.4.2 参数 γ 对极限承载力的影响 39 3.4.3 参数 δ 对极限承载力的影响 41 3.4.4 钢管净截面效率 U 的计算 42 3.5 小结 44 4 新型刚性连接的承载力简化理论解及实用计算公式 45 4.1 概述 45 4.2 连接的简化理论解 45 4.2.1 极限承载力的理论解 45 4.2.2 槽长度理论解 46 4.3 实用计算公式及设计流程 47 4.3.1 公式的推导 47 4.3.2 公式的验证 48 4.3.3 设计流程 48 4.4 小结 49 结 论 50 参考文献 52 附录 A 连接尺寸选用表 56 在学研究成果 58 致 谢 59 - - PAGE 10 - 1 绪论 1.1 研究背景 钢结构中全部或主要的结构构件采用空心钢管的结构称为钢管结构。在过去的几 十年，具有卓越力学性能的圆钢管结构跨越性的发展起来，不仅应用于体育馆、电视 塔、海洋平台、输电塔、门厅，而且还应用在展览中心、机场航站楼、车站的站