节点刚度对含有缺陷杆件网架稳定性的影响

Abstract

传统网架结构的设计与研究中,常假定节点为理想铰接(螺栓球)或刚接(焊接球),而实际上节点具有一定的变形能力,属于半刚性连接。为了厘清节点刚度对网架承载能力的影响,提出了一种含有缺陷杆件的半刚接网架力学模型。参考正则化弯曲刚度的概念,建议采用正则化轴向刚度κa、正则化剪切刚度κs和正则化扭转刚度κt等指标来度量节点各类刚度的大小。对1 300例网架进行了双重非线性分析,系统地研究了节点各类刚度及节点大小对网架稳定承载能力的影响程度与规律。主要得出以下结论:节点轴向刚度直接决定了网架的整体刚度及稳定承载能力。当κa大于0.1时,节点轴向刚度对网架整体刚度及极限荷载的影响很小,而当κa小于0.1时,二者大小则显著降低;对于承载能力由受拉杆件控制的网架来说,节点弯曲刚度对网架稳定承载能力的影响不明显,但当弯曲刚度过小时,节点会发生转动,使得极限荷载显著降低;节点剪切刚度对网架稳定承载能力的影响不明显,仅当κs小于0.005时,网架的极限荷载才显著降低;节点扭转刚度与节点大小对该网架稳定承载能力的影响不明显。

Keywords

• 含有缺陷杆件网架;半刚性连接;正则化弯曲刚度;轴向刚度;剪切刚度;扭转刚度;节点大小