某客运站房管桁架空心球节点构造参数影响的研究.pdfVIP

某客运站房管桁架空心球节点构造参数 影响的研究 ’韦韬，余志祥，赵世春，许浒，赵雅娜 (日■妫^}±}I％}＆日¨＆*610031) 摘要：在某客4站房T程中，屋盖采用空间管桁禁结构，在=向空问管桁第相交忙的位置，由于杆件较多， 空心球节点的受力情抛鞍为复杂。本研究选取包括节点球体的厚度、节点球#自加劲板的数量及加劝扳厚度在 自的儿种构造参数r对构造参数取不同数值对节点球体投内加劲板的位移、应力丑其分布变化进行比较．研究 结果表明，上述构造参数的不同，均台对f空。球节点的应力太小厦应力分布情况产生影响．随着球悻的壁 厚、内加劲板的厚度和数量的增加r球节点的球体中应力有下降的趋势，自加劲板的应力分布则有趋于均匀的 趋势；在上述的构造参数中，璋体的壁厚耐珲节点应力的影响虽为明显． 关键自管桁架空心球#点加劲肋构造站房 1概述 4m× 某火车站客运站房工程，屋盖采用大跨度空间钢结构．站房两侧的结构，每侧的平面尺寸h62 37m，柱距15 6m-屋盖跨度27m，两端各带有5m的外悬挑，屋盖结构为三向空间桁架体系。站房结构整体 模型及单侧结构屋盖的三维模型分别见图I和图2。在三向桁架相交汇的位置，同一个节点撮多有13根杆 件相交，由于节点的受力复杂，设计中采用了空心球节点。对于这种管桁架复杂球节点的设计， 《锕结 构设计规范》…中并没有给出具体的做法． 《锅结构设计与应用实例》…申对于管桁架的球节点，给出了 一些设计建议：当空心球外径不小于300ram，且杆件内力较太时，可在内力较大杆件的轴线平面内设置加 劫肋：当空心球外往不小于500ma，必须在压力较人杆件的轴线平面内设置加劲肋。同时对加劲肋的厚度 做了规定：加劲肋的厚度不应小于球壁的厚度。管桁架球节点的形状及做法，参考阿架中焊接球节点的 做法”J，一般是两个半删球壳，中间加设一块环形加劲肋板．而后再对焊成一个整球，对于个别受力较 大的空心球，也可以加设互相垂直的双向环形加劫肋板。 雾霄 圈i％房结构整体模型 图2镕房倒屋盖模型 国内外已经开展了根多对于空心球节点的研究．有不少研究对网架结构中大型空心球节点进行了试 验研究(文献[4卜[7])。对于本站房工程菅桁架的空心球节点，本文通过对构造参数的不同数值情况下 节点球体及加劲板的应力分布变化的研究，探讨球节点的不同构造参数对整个球节点承载力的影响，以 期对类似球节点的工程设计有所帮助。考虑到工程设计的需要，本文选取节点的构造参数主要包括节点 球体的厚度、节点球体内加劲板的数量及加劲板厚度三种。 #＆《目·d自iⅢ★{#日￡±女∞《目(2008a02)．i镕!m女}--00^4*±日E±自*#±女且5 *女∞：’$镕{Iq76--}目r日^．■±±．±ⅢH，月#目＆mlI《目￡(E删ll∞‘州喻j26o响)． 女寿{缸1916-)．*目…^．*±§，±薯H■■镕自＆≈118WR 《m}(1961)．*^mⅡ^，#＆，±iH■■一*■±目自镕目bll8日R． **(】％5l*．ⅡA^．*±±，±￡M■镕镕自#镕#I＆tm**#$*E： ≈$新198卜}．女日…^*±±，±§n$*镕目5蜘虹8女m#*＆}*E． 2研究方法及研究的节点构造参数 本文的研究采用数值仿真分析计算的方法，对研究节点的细部模型采用板壳单元建模，井将该部分 细部模型放人到整体结构的模型中进行分析(见图3a)，使用杆系单元来模拟结构的其余粱柱构件及屋 盖的钢结构构件。对与球节点相连接的管件，由于分别使用轩系单元和扳单元模拟．在两种单元相交的 位置使用刚性连接来保证臂件变形的协调，研究的节点为位于站房一侧结构的三向桁架相交汇处．相交 秆件多、受力较为复杂的有代表性球节点， 在建立细部模型的时候，考虑到弹性力学中的圣维南原理，为了避免与球节点相交的管件的长度过 短．细部模型中截取的管件长度均大于5倍的管件直径。节点球体的直径为480jm．与球节点相连接的管 桁架上弦管件为180×6咖，斜腹杆管件为89×5m．竖杆管件为114×