Abstract:
为深入研究设置内栓钉对钢管混凝土桁肋K型节点应力分布的影响,开展应力集中特性试验,对比测试了不设置内栓钉的节点热点应力及应力集中系数;建立内栓钉节点的精细有限元模型,分析了内栓钉布置形式和几何尺寸对应力集中系数的影响;基于试验和有限元参数分析结果,提出了内栓钉的建议布置形式以及节点应力集中系数计算方法.研究结果表明:内栓钉没有改变节点的热点应力分布规律,最大应力集中系数均出现在受拉相贯区域主管侧冠点处,但节点的应力集中程度被有效减小;与不设置内栓钉节点相比,设置内栓钉节点的热点应力最大值降低了17.38%;受拉相贯焊缝区域主管侧、相应支管侧的整体应力集中系数分别平均减小了 24.20%和12.30%,主管环向截面应力降低16.2%;内栓钉对受压相贯焊缝区域的应力分布和应力集中程度的影响很小,在7%以内;应力集中系数受内栓钉环向排列角度和轴向排列间距的影响较大,受内栓钉几何尺寸的影响较小;建议内栓钉布置在主管轴向距节点中心至截面两侧各约支管直径的2.7倍范围内,环向布设在连接支管侧的圆心角[-60°,60°]内,且相邻内栓钉间距不小于内栓钉直径的6倍但不超过400 mm;引入内栓钉轴向排列影响系数及环向排列影响系数的应力集中系数计算公式具有较高计算精度,可用于评估钢管混凝土桁肋内栓钉K型节点的疲劳性能.
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交通运输工程学报
ISSN: 1671-1637
Year: 2024
Issue: 6
Volume: 24
Page: 106-120
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