第1章 引言 1
1.1钢管结构与相贯节点 1
1.1.1钢管结构 1
1.1.2相贯节点概述 2
1.1.3相贯节点分类 3
1.1.4圆钢管相贯节点主要性能参数 4
1.2国内外研究现状及最新进展评述 5
1.2.1相贯节点轴向静力承载力的研究现状 5
1.2.2相贯节点非刚性性能的研究现状 10
1.2.3相贯节点屈服与极限承载力的判定 13
1.2.4相贯节点滞回性能的研究现状 14
1.2.5前人研究的不足 15
1.3工程背景与研究意义 16
1.3.1工程应用背景 16
1.3.2研究意义 17
1.4研究工作 17
1.4.1研究内容 17
1.4.2研究方法与技术路线 18
1.4.3章节安排 19
第2章 圆钢管相贯节点非刚性性能的试验研究与有限元分析 21
2.1引言 21
2.2试验目的 21
2.3试验方案 22
2.3.1基本方法 22
2.3.2试件设计 22
2.3.3加载装置 23
2.3.4加载工况 24
2.3.5测试方案 26
2.4试验内力校核 27
2.5试验结果与分析 29
2.5.1相贯节点抗弯刚度的定性分析 29
2.5.2相贯节点抗弯刚度的杆系有限元分析模型 29
2.5.3不同受力组合状态下的弹性抗弯刚度 29
2.5.4屈服后的抗弯刚度 35
2.5.5影响抗弯刚度的构造因素 35
2.5.6节点抗弯承载力 36
2.6节点弹性及弹塑性抗弯刚度的有限元分析与校验 37
2.6.1有限元模型的建立 37
2.6.2有限元分析与试验结果的比较 39
2.7本章结论 42
第3章 圆钢管相贯节点非刚性性能的理论分析与计算公式 44
3.1引言 44
3.2相贯节点的变形机理及刚度定义 44
3.3相贯节点刚度计算的有限元建模与分析 46
3.3.1几何形式 47
3.3.2荷载施加方法 47
3.3.3单元类型和材料特性 47
3.3.4边界条件 47
3.4T形、Y形相贯节点刚度的影响因素与参数公式 48
3.4.1影响因素 48
3.4.2单参数分析 48
3.4.3正交模型设计及分析 52
3.4.4节点刚度参数公式的多元回归分析 53
3.4.5节点刚度参数公式与试验结果的比较 55
3.5K形相贯节点柔度系数的影响因素与参数公式 56
3.5.1影响参数 56
3.5.2单参数分析 57
3.5.3正交模型设计及分析 59
3.5.4节点柔度系数参数公式的多元回归分析 61
3.5.5节点柔度系数的参数公式与试验结果的比较 65
3.6相贯节点的抗弯极限承载力 66
3.6.1抗弯承载力公式的理论基础与参数化模型 66
3.6.2各国规范公式比较 66
3.6.3公式与试验数据的对比评价 68
3.6.4弯矩与轴力组合作用下的节点承载力相关方程 68
3.7相贯节点的弯曲非线性模型 71
3.7.1M－θ非线性曲线的模型化 71
3.7.2模型参数的确定与检验 73
3.8本章结论 79
第4章 圆钢管相贯节点刚度判定准则与钢管结构整体行为 81
4.1引言 81
4.2空腹格构梁的节点刚度判定准则 81
4.2.1空腹格构梁 81
4.2.2刚架模型 82
4.2.3基于结构整体变形的节点刚度判定准则 83
4.3节点刚度对Warren型钢管格构梁整体静力行为的影响分析 85
4.3.1Warren型钢管格构梁 85
4.3.2表征节点局部刚度的非刚性单元 87
4.3.3节点模型的数值实现与校验 93
4.3.4节点刚度影响Warren型钢管格构梁静力性能的算例分析 94
4.4节点性能对单层肋环形球面网壳整体稳定行为的影响分析 98
4.4.1单层肋环形球面网壳 98
4.4.2非刚性节点网壳分析的数值模型 99
4.4.3网壳结构的屈曲分析 100
4.4.4算例验证 101
4.4.5节点性能对单层肋环形球面网壳稳定性能的影响分析 107
4.5本章结论 116
第5章 节点半刚性钢管桁架受压腹杆计算长度分析 118
5.1引言 118
5.2节点半刚性钢桁架腹杆计算长度系数推导 119
5.2.1考虑节点刚度后四弯矩方程的建立 119
5.2.2受压腹杆的构件群稳定方程和计算长度系数 121
5.2.3计算长度系数表及简化计算公式 124
5.3钢管桁架腹杆计算长度系数及分析 124
5.4本章结论 128
第6章 反复荷载下圆钢管相贯节点滞回性能的试验研究 129
6.1引言 129
6.2试验目的 129
6.3试验方案 130
6.3.1试验设计思路 130
6.3.2试件设计 130
6.3.3加载装置设计 132
6.3.4加载制度 134
6.3.5测试方案 135
6.4轴向滞回性能试验结果与分析 141
6.4.1材性试验结果 141
6.4.2试验现象和破坏模式 141
6.4.3节点荷载－位移滞回曲线 144
6.4.4节点应变分布规律 149
6.4.5节点承载力分析 152
6.4.6节点刚度分析 155
6.4.7节点延性分析 156
6.4.8节点耗能分析 157
6.4.9小结 159
6.5弯曲滞回性能试验结果与分析 160
6.5.1试验现象和破坏模式 160
6.5.2节点荷载－位移滞回曲线 162
6.5.3节点应变分布规律 169
6.5.4节点承载力分析 174
6.5.5节点刚度分析 176
6.5.6节点延性分析 177
6.5.7节点耗能分析 177
6.5.8小结 179
6.6本章结论 180
第7章 反复荷载下圆钢管相贯节点滞回性能的数值模拟与分析 181
7.1引言 181
7.2非线性有限元分析的基本原理 181
7.2.1材料的屈服准则、流动法则和强化法则 182
7.2.2数值算法的步骤及有关说明 185
7.3单元与插值函数构造 187
7.4有限元建模与分析 189
7.4.1模型建立与网格划分 189
7.4.2焊缝模拟 189
7.4.3边界条件 189
7.4.4荷载条件 189
7.4.5数值算法 190
7.5数值模拟结果与分析 191
7.5.1轴向滞回性能试件数值结果与试验的比较 191
7.5.2轴向滞回性能试件的应力分布特点 192
7.5.3弯曲滞回性能试件数值结果与试验的比较 197
7.5.4弯曲滞回性能试件的应力分布特点 199
7.6相贯节点轴向滞回性能的参数计算与分析 204
7.6.1参数试件设计 204
7.6.2轴向加载制度 205
7.6.3计算结果 205
7.6.4参数分析 211
7.7相贯节点弯曲滞回性能的参数计算与分析 214
7.7.1参数试件设计 214
7.7.2弯曲加载制度 214
7.7.3计算结果 214
7.7.4参数分析 220
7.8本章结论 222
第8章 结论与展望 223
8.1结论 223
8.2研究展望 226
附录A 圆钢管相贯节点非刚性能试验附图 228
附录B 圆钢管相贯节点滞回性能试验附图 235
参考文献 241
后记 251