新型喷头式节点抗弯性能及其幂函数模型研究
传统碗式节点作为一种典型装配式节点，常应用于大跨度空间网格结构，但因其抗弯刚度较小，使其应用范围受限。基于此，对传统碗式节点进行改进，提出了一种抗弯性能更好的喷头式节点。首先，对喷头式节点进行设计，并对喷头式节点与碗式节点进行了纯弯作用下的有限元模拟，对比了二者的抗弯性能；然后，研究了周围螺栓半径、轴向压力和轴向拉力对喷头式节点抗弯性能的影响；最后，建立了喷头式节点弯矩-转角的幂函数模型，采用模拟退火算法得到了该模型曲率系数，利用多元非线性拟合方法确定了相关的模型参数，并对幂函数模型进行了评估。结果表明，与传统碗式节点相比，新型喷头式节点的初始刚度提高了21.71倍，极限弯矩提高了5.42倍，...
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| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | zho |
| Published: |
Editorial Department of Progress in Steel Building Structures, Tongji University
2024-01-01
|
| Series: | Jianzhu Gangjiegou Jinzhan |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://steelpro.tongji.edu.cn/thesisDetails?columnId=67778403&Fpath=home&index=0 |
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| author | 李韧 肖志成 李会军 李宝辉 |
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| author_sort | 李韧 |
| collection | DOAJ |
| description | 传统碗式节点作为一种典型装配式节点，常应用于大跨度空间网格结构，但因其抗弯刚度较小，使其应用范围受限。基于此，对传统碗式节点进行改进，提出了一种抗弯性能更好的喷头式节点。首先，对喷头式节点进行设计，并对喷头式节点与碗式节点进行了纯弯作用下的有限元模拟，对比了二者的抗弯性能；然后，研究了周围螺栓半径、轴向压力和轴向拉力对喷头式节点抗弯性能的影响；最后，建立了喷头式节点弯矩-转角的幂函数模型，采用模拟退火算法得到了该模型曲率系数，利用多元非线性拟合方法确定了相关的模型参数，并对幂函数模型进行了评估。结果表明，与传统碗式节点相比，新型喷头式节点的初始刚度提高了21.71倍，极限弯矩提高了5.42倍，而用钢量仅增加了15%；随着周围螺栓半径的增大，节点的初始刚度缓慢增大而极限弯矩显著增加；随着轴向压力的增大，节点初始刚度和极限弯矩也逐渐增大；增大轴向拉力会明显降低节点初始刚度和极限弯矩，当轴向拉力达到一定值时，节点会出现明显的螺栓颈缩提前现象；轴向力对节点的失效模式有较大影响；建立的幂函数模型能很好地吻合节点的实际弯矩-转角曲线，幂函数模型的各项特征参数及其影响系数拟合效果较好。所得结论可为该节点的工程应用与研究提供参考。 |
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| institution | Kabale University |
| issn | 1671-9379 |
| language | zho |
| publishDate | 2024-01-01 |
| publisher | Editorial Department of Progress in Steel Building Structures, Tongji University |
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| series | Jianzhu Gangjiegou Jinzhan |
| spelling | doaj-art-ed9f17d8a10540328c4c2b734fc312302025-01-15T03:22:41ZzhoEditorial Department of Progress in Steel Building Structures, Tongji UniversityJianzhu Gangjiegou Jinzhan1671-93792024-01-0111567778403新型喷头式节点抗弯性能及其幂函数模型研究李韧肖志成李会军李宝辉传统碗式节点作为一种典型装配式节点，常应用于大跨度空间网格结构，但因其抗弯刚度较小，使其应用范围受限。基于此，对传统碗式节点进行改进，提出了一种抗弯性能更好的喷头式节点。首先，对喷头式节点进行设计，并对喷头式节点与碗式节点进行了纯弯作用下的有限元模拟，对比了二者的抗弯性能；然后，研究了周围螺栓半径、轴向压力和轴向拉力对喷头式节点抗弯性能的影响；最后，建立了喷头式节点弯矩-转角的幂函数模型，采用模拟退火算法得到了该模型曲率系数，利用多元非线性拟合方法确定了相关的模型参数，并对幂函数模型进行了评估。结果表明，与传统碗式节点相比，新型喷头式节点的初始刚度提高了21.71倍，极限弯矩提高了5.42倍，而用钢量仅增加了15%；随着周围螺栓半径的增大，节点的初始刚度缓慢增大而极限弯矩显著增加；随着轴向压力的增大，节点初始刚度和极限弯矩也逐渐增大；增大轴向拉力会明显降低节点初始刚度和极限弯矩，当轴向拉力达到一定值时，节点会出现明显的螺栓颈缩提前现象；轴向力对节点的失效模式有较大影响；建立的幂函数模型能很好地吻合节点的实际弯矩-转角曲线，幂函数模型的各项特征参数及其影响系数拟合效果较好。所得结论可为该节点的工程应用与研究提供参考。http://steelpro.tongji.edu.cn/thesisDetails?columnId=67778403&Fpath=home&index=0传统碗式节点新型喷头式节点节点抗弯性能失效模式幂函数模型模拟退火算法 |
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