空间网格结构装配式节点分类与发展需求

空间网格结构装配化发展的关键是装配式节点的研发,国内相关研究起步较晚,亟待更多创新。通过归纳总结网格结构中各种典型的及新发展的装配式节点,分析了其构造特征与现有分类思路,建议研发更完善和实用的分类体系。从节点的功能特性和市场需求出发,针对节点研发提出空间网格结构装配式节点应满足结构适用性、几何适应性、误差容忍性、外观效果和综合经济性要求,并以此为基础,对现有节点的综合性能和推广程度进行分类分析,给出了各类典型节点的定性评价,明确构造组成在节点设计方案中的重要性。通过评价结果与空间网格结构的实际装配化发展水平的对比,印证了所提出的对新型装配式节点性能要求的合理性。总结了网格结构装配式节点发展现状,对其新变化和新趋势进行了展望。     

单层网壳装配式节点研究现状

单层网壳结构应用广泛,具有很强的生命力,其中自由形态曲面网壳炙手可热.在社会经济发展和国家战略支持的背景下,单层网壳结构的装配化发展已是大势所趋.钢框架结构的装配化发展更早更成熟,相关研究方法、研究思路和部分成果是单层网壳装配式节点研究的"他山之石".文中概述了现有网格结构各种装配式节点的发展与应用,并从节点力学性能和节点刚度对整体结构影响两方面,重点介绍了单层网壳结构中各类装配式节点的相关研究现状,梳理了部分重要结论.最后,进一步展望了单层网壳装配式节点的发展方向,并总结了现有研究的不足.     

单层网壳预埋螺栓装配式节点六杆模型试验

参考常见球面网壳节点,以螺栓直径、螺栓间距、节点体壁厚以及杆件与节点体夹角为主要参数,设计8个采用矩形截面预埋螺栓装配式节点的六杆模型,开展静力试验研究和有限元模拟. 试验结果表明,节点体中空六棱台设计可以有效实现杆件与节点体之间的角度连接;螺栓直径和螺栓间距的减小会导致试件刚度和极限荷载降低,并使得试件失效模式由杆件失效控制逐步过渡为螺栓失效控制;节点体壁厚的减小几乎不影响试件的初始刚度,但会降低试件的极限荷载. 采用SOLID186实体单元对六杆模型建模,并利用CONTA174/TARGE170接触对单元模拟接触效应, 有限元模型的荷载-位移曲线与试验结果较吻合,杆件处应力分布与试验结果接近. 该考虑接触效应的有限元模型可以较为准确地预测试件的初始刚度和极限荷载.     

矩形钢管单层网壳预埋螺栓装配式节点及其受弯性能试验研究

提出了一种适用于矩形钢管单层网壳结构的新型装配式节点,该节点通过预埋螺栓的方式避免杆件开孔对截面的削弱,构造简单、传力路径清晰,且装配简单方便。通过16个节点的四点弯曲试验,研究了该类节点的受弯性能及失效模式。结果表明：该类节点具有良好的受弯性能,节点受弯能力随螺栓直径的增大、杆件端板厚度的增加以及杆件端板距节点体距离的减小而增强;在弯矩作用下,节点的失效模式主要包括杆件失效、螺栓失效及杆件端板失效;与杆件开孔节点相比,所提节点在受弯承载力及变形能力方面具均有优势,但初始抗弯刚度略低。与试验结果的比较表明,考虑接触效应的非线性有限元分析模型可以较好地模拟节点的受弯性能。