[發明專利]圓鋼管焊接球節點的承載力計算方法

無效

• 申請號: 200810094017.2
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101266629A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 董石麟;趙陽;傅學怡
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中建國際(深圳)設計顧問有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及軸力和彎矩作用下圓鋼管焊接球節點的承載力計算方法，屬于結構工程技術領域。

背景技術

焊接球節點是目前我國空間網格結構中應用最為廣泛的節點形式之一。焊接空心球節點在軸力作用下承載力的理論和試驗研究已進行了多年。我國的《網架結構設計與施工規程》(JGJ7-91)給出了由大量試驗數據統計分析而得的公式，適用于120mm≤D≤500mm的焊接球，且認為受拉時為強度破壞，與材料強度有關；受壓時屬殼體穩定問題，只與節點幾何尺寸有關，而與材料強度無關。《網殼結構技術規程》(JGJ61-2003)則基于非線性有限元分析結果，認為在滿足一定構造要求的條件下，拉壓節點均屬強度破壞，該規程給出了一個拉壓節點都適用的承載力計算公式，并將適用直徑擴大至120mm≤D≤900mm的節點。

但日前所有有關焊接空心球節點的理論分析和試驗研究均針對軸向受拉或軸向受壓的情況，對彎矩作用、或軸力和彎矩共同作用下焊接球節點的承載力還沒有合理的計算方法。《網殼結構技術規程》(JGJ61-2003)針對單層網殼中桿件承受部分彎矩的情況，提出在受壓和受拉承載力設計值的基礎上乘以影響系數η_m(取0.8)以考慮拉彎或壓彎作用的影響。但這只是一個經驗系數，并沒有理論依據，而且顯然過于粗糙。這一簡單方法對于以軸力為主、彎矩相對較小的情形(如大多數的單層網殼)尚可接受，但對于承受較大彎矩的節點是不適用、不安全的。

在傳統形式的空間網格結構(如雙層平板網架)中，結構桿件往往以軸力為主，但隨著各種新型空間結構的出現，結構受力越來越復雜，結構桿件除了承受軸力還可能承受很大的彎矩。如國家游泳中心“水立方”結構所采用的新型多面體空間剛架結構中，部分桿件彎矩所產生的應力甚至達到總應力的80％以上。為保證焊接球節點在這些新型結構中的可靠應用，必須掌握軸力和彎矩共同作用下焊接球節點的承載能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種軸力和彎矩共同作用下圓鋼管焊接球節點的承載力計算方法。本發明的特征在于，當有軸力和彎矩共同作用時，計算機按以下步驟進行節點承載力的計算：

步驟(1)，向計算機輸入以下參數：

圓鋼管承受的彎矩M的測量值，

圓鋼管承受的軸力N的測量值，

圓鋼管外徑d的測量值；

步驟(2)，計算機按下式計算無量綱偏心距c：

c＝2M/Nd；

步驟(3)，計算機根據步驟(2)得到的無量綱偏心距c按下式計算彎矩作用影響系數η_N，其步驟如下：

步驟(3.1)，當計算判定：0.0≤c≤0.3時，

則ηN=11+c,]]>

步驟(3.2)，當計算判定：0.3＜c＜2.0時，

則ηN=2π3+0.6c+2c2-2π(1+2c)+0.5,]]>

步驟(3.3)，當計算判定：c≥2.0時，