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钢管桁架拱桥K型管节点几何参数对应力集中系数的影响
| 论文题名： | 钢管桁架拱桥K型管节点几何参数对应力集中系数的影响 |
| 关键词： | K型钢管节点;几何参数;应力集中系数;有限元分析;钢管桁架拱桥 |
| 摘要： | 近年来，钢管及钢管混凝土结构广泛地应用于海洋结构、土木结构、航空航天等许多领域。空间钢管结构之所以能三维受力，节点起着关键的作用。K型管节点是应用非常广泛的一种节点结构，在钢管桁架拱桥中较为常见，这种结构是由一个直径较大的主管和两个直径相对较小的支管通过焊接而成的，在焊接部位存在残余应力以及应力集中的现象，循环荷载作用下容易发生疲劳破坏。所以，对不同几何参数的K型管节点进行应力集中系数的研究，并分析管节点几何参数对应力集中系数的影响具有重要的意义。本文以湘潭莲城大桥的钢管混凝土拱桥桁架中的K型钢管混凝土节点为工程背景，试图通过有限元分析和课题组已有的试验数据进行对比分析，确定所建立的数值模型的可行性，从而建立不同几何参数的K型钢管节点和K型钢管混凝土节点的数值模型，分析在轴向平衡荷载作用下的应力分布情况和应力集中系数的规律。主要由以下几个部分组成: 1.将课题组已有的试验数据与相同几何参数的空心钢管节点及钢管混凝土节点的有限元模型分析结果进行比较，确定所建立数值模型可行性和准确性。 2.建立了考虑焊缝的空心K型钢管节点的实体单元模型。通过建立不同几何参数的实体模型，得到无量纲几何参数（主管厚度参数γ=D/2T，支管厚度参数τ=t/T以及支管间隙参数ζ=g/D）对K型钢管节点在轴向平衡荷载作用下主管焊缝处垂直焊缝方向的应力分布和应力集中系数的影响规律。 3.建立了考虑焊缝的K型钢管混凝土节点的实体单元模型。通过建立不同几何参数的实体模型，得到主管内混凝土强度及无量纲几何参数（主管厚度参数γ=D/2T，支管厚度参数τ=t/T以及支管间隙参数ζ=g/D）对K型钢管混凝土节点在轴向平衡荷载作用下主管焊缝处垂直焊缝方向的应力分布和应力集中系数的影响规律。 4.对比所得数据，从而知道在轴向平衡荷载作用下空心K型钢管节点与K型钢管混凝土节点的应力分布差异及应力集中系数的差异。 |
| 作者： | 明鸿桢 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 钟新谷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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