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空客A320总装线机库厂房主桁架支座节点受力性能有限元分析

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第一章 绪论

1.1钢管结构节点

1.1.1钢管结构

1.1.2钢管结构节点的形式

1.1.3钢管结构节点受力性能的研究发展

1.2钢结构支座节点的类型和设计方法

1.2.1钢结构支座节点的类型

1.2.2支座节点的设计方法

1.3本文的工程背景及研究内容

1.3.1工程背景

1.3.2本文研究内容

第二章 支座节点受力性能分析的理论方法

2.1弹塑性分析基本理论

2.1.1弹性理论

2.1.2塑性理论

2.2有限元法简介

2.2.1线弹性问题的有限元分析

2.2.2弹塑性问题的有限元分析

2.3应力集中简述

2.3.1应力集中的原因

2.3.2应力集中的一些基本概念

2.3.3应力集中对构件的影响

2.3.4降低应力集中的方法

第三章 支座节点受力性能的弹塑性分析

3.1节点有限元模型

3.1.1有限元计算模型

3.1.2有限元模型单元的选取

3.1.3钢材的本构关系

3.1.4模型网格化分

3.1.5接触的模拟

3.2支座节点受力性能的弹性分析

3.2.1弹性分析方法

3.2.2支座节点受力性能的弹性分析结果

3.3支座节点受力性能的塑性分析

3.3.1塑性分析方法

3.3.2支座节点受力性能的塑性分析结果

3.4改善节点应力集中的方法

3.4.1节点产生应力集中原因分析

3.4.2节点应力集中的改善方法

3.5本章小结

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

致 谢

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摘要

钢管结构因其具有轻巧美观、用钢量省、结构性能优良、节点形式简单等优点,在我国得到了迅速的发展,应用范围也越来越广泛。特别是管桁架结构刚度大,施工方便,外型美观,尤其适用于大跨度的屋盖结构。随着我国经济、社会的发展,管桁结构大量出现在体育场馆、会展中心、机场机库等大跨度结构中。随着结构形式的发展创新,新的节点形式也不断出现。
   天津空客A320总装线机库厂房采用了钢管桁架结构的屋盖体系,屋盖主桁架采用的支座节点形式为滑动支座节点,该节点形式在国内属首次应用,其受力计算在我国规范中无相关规定,对其受力情况不是十分了解。为了得到其在设计荷载作应下的受力性能及安全性,本文应用有限元分析软件ANSYS模拟了机库厂房支座节点在最大设计荷载作用下的受力状况,对其分别进行了弹性和塑性模拟分析。在材料理想弹性本构的假定条件下,节点绝大部分区域应力低于钢材设计强度,但局部出现很大应力集中,超过钢材屈服点。由于节点本身构造所限,应力集中很难根本消除,但可以通过一定的措施使其缓解。在材料理想弹塑性本构假定条件下,应力集中得到消除,应力集中区域出现塑性变形,塑性区范围很小。
   分析结果表明,该支座节点满足最大设计荷载作用下的承载力要求,安全可靠。

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