弦支穹顶结构铸钢节点的理论分析与试验研究

【摘要】：本文对常州体育馆屋盖结构的三个可选方案:管桁架结构、网壳结构、弦支穹顶结构各自的优缺点进行了分析研究,最终选定以弦支穹顶结构作为该体育馆的屋盖结构,并以铸钢节点作为弦支穹顶结构的节点。 本文对弦支穹顶结构的静力特性和稳定性进行了理论分析,并对它的抗震性能作了全面系统的分析。 本文首次对国内外建筑用铸钢的牌号、化学成分、力学性能等进行系统归纳、比较、总结,以便为编制建筑用铸钢规程起提供资料的作用。 本文针对铸钢节点,根据其构成和形式进行了分类,以便对不同的节点形式推导和归纳出不同的计算公式,从而精确地计算各种形式节点的内力。 本文认为铸钢节点可以处于弹塑性阶段工作,可用结构弹塑性有限元理论进行分析。本文对铸钢相贯节点用大型通用软件ANSYS按照不同工况进行了有限元分析,得到了节点应力状态分布和节点处的最大应力。它们均小于铸钢的屈服应力,满足铸钢节点的安全使用要求。 为了检验理论计算的正确性,本文进行了铸钢节点的试验研究。从试件制作、检验、运输,到试验装置、仪器、试验方案都进行了详细论述。分析了试验结果与理论计算误差产生的原因,认为理论计算结果是满足实际应用的精度要求的。