上海浦东机场二期工程航站楼钢屋盖铸钢节点性能研究

摘要

本文综述了国内外铸钢节点的发展现状，介绍了我国铸钢节点的应用以及铸钢节点试验和有限元分析研究状况。上海浦东机场二期工程航站楼钢屋盖结构中多处采用了铸钢节点设计。由于目前我国还没有一套成熟的有关铸钢节点的设计方法，为了确保节点安全，本文对该工程中两类受力大、构造复杂的铸钢节点进行了足尺铸钢节点试验研究以及有限元分析研究。 足尺试验表明，试验加载系统的设计较为合理，能够较好地模拟试件在实际结构中的受力状况，两类铸钢节点在设计荷载作用下均能够满足强度和刚度的要求，节点在设计荷载作用下是安全的。试验考察了铸钢节点的应力应变发展规律，对比了不同构造措施的优缺点，找出了节点的薄弱部位。有限元分析得到了铸钢节点内部的应力分布状况，对试验结果做了较好的补充。比较了两种螺纹连接的有限元模型，得到螺纹连接的有限元分析简化方法。根据试验数据和试验现象，辅以有限元分析，解释了试件中向心关节轴承的破坏机理，为改进节点的设计提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及同济大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1研究背景及现状

1.2工程背景及研究意义

1.3本文研究内容及方法

第2章腹杆与下弦钢棒连接铸钢节点试验

2.1试验概况

2.2铸钢节点试件

2.2.1铸钢节点试件构造

2.2.2铸钢节点试件的材料性能

2.3加载和测试方案的设计

2.3.1加载装置的设计

2.3.2数据采集监测系统的改进

2.3.3试验加载方案

2.3.4测试方案

2.4试验现象和结果分析

2.4.1试件FG8实际工况加载

2.4.2试件FG8破坏推动工况加载

2.4.3试件FG10实际工况加载

2.4.4试件FG10破坏推动工况加载

2.5本章小结

第3章腹杆与下弦钢棒连接铸钢节点有限元分析

3.1有限元分析软件

3.2两种分析模型

3.2.1几何模型的建立

3.2.2单元的选用

3.2.3网格的划分

3.2.4边界约束与荷载作用

3.3整体模型与接触模型计算值比较

3.4有限元计算值和试验值的比较

3.4.1试件FG8计算值和试验值的比较

3.4.2试件FG10计算值和试验值的比较

3.5内外螺纹两种构造形式的优缺点比较

3.6本章小结

第4章Y形柱铸钢铰接节点试验

4.1试验背景和目的

4.2铸钢节点试件

4.2.1铸钢节点试件构造

4.2.2铸钢节点试件的材料性能

4.3试件的设计荷载和加载要求

4.3.1试件的设计荷载

4.3.2试件的加载要求

4.4加载和测试方案的设计

4.4.1加载装置的设计

4.4.2试验加载方案

4.4.3测试方案

4.5试验现象和结果分析

4.5.1试件YC-3实际压工况加载

4.5.2试件YC-3实际拉工况加载

4.5.3试件YC-3受拉破坏工况加载

4.5.4YC-3受压破坏工况加载

4.5.5试件YC-4实际拉工况加载

4.5.6试件YC-4持续性压工况加载

4.6本章小结

第5章向心关节轴承有限元分析

5.1向心关节轴承简介

5.2试件有限元模型的建立

5.2.1几何模型的建立

5.2.2单元的选用及网格划分

5.2.3接触单元的设置

5.2.4边界约束与荷载作用

5.3向心关节轴承有限元计算值和试验值的比较

5.4向心关节轴承破坏的机理分析

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.1.1腹杆与下弦钢棒连接铸钢节点研究结论

6.1.2 Y形柱铸钢铰接节点研究结论

6.2展望

参考文献

致谢