[发明专利]用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法

说明书

本发明公开了一种用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法，属于工程领域。该方法需要判断待核算的钢制盖板节点是否满足本发明所提出的核算公式；若满足该公式，则判定该钢制盖板节点在弯矩轴力作用下承载力满足要求，若不满足该公式，则判定该钢制盖板节点在弯矩轴力作用下承载力不满足要求。本发明提出的钢制盖板节点在不同荷载作用下承载力核算方法，填补了钢制盖板节点的研究空白，可以为工程设计提供参考依据。

技术领域

本发明属于工程计算领域，具体涉及一种用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法。

背景技术

盖板节点是美国TEMCOR公司研制的一种铝合金空间网格结构节点体系，最初仅应用于铝合金结构，后来因其诸多优点逐步应用于钢结构。该节点主要有铝合金圆形盖板、紧固螺栓和铝合金杆件三部分组成。其杆件的截面通常为H型铝，多根杆件杆端交汇于节点中心，由上下盖板将其搭接，并由螺栓固定。钢制盖板节点和铝合金盖板节点有相同构造，由钢制圆形盖板、紧固螺栓和工字钢杆件构成，如图1。目前，国内外对钢制盖板节点承载力的研究还较少。

目前盖板节点的研究仅限于铝合金盖板，钢制盖板节点的研究还处于空白状态。它在钢制网壳中的研究成果和工程经验还比较欠缺，亟待补充完善。而当前的盖板节点的研究也存在一些不足，其中包括:1)有限元分析模型不够精确：大多数有限元分析模型中未考虑螺栓的预紧力，有些模型中仅考虑了节点耦合并未建立螺栓的实体模型，还有些模型没有考虑盖板、螺栓和杆件之间的接触；2)考虑到试验研究的复杂性，盖板节点的分析均以有限元模型分析为主，试验研究的数量也有限，钢制盖板节点的试验研究较少；3)目前还没有提出一套针对盖板节点不同受力状态下的承载力公式，多是说明盖板节点的破坏机理。因此有必要对钢制盖板节点做更进一步的分析研究，考察盖板节点受力特性，破坏机理，提供一种用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法，以便以后的工程设计。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法。本发明具体采用的技术方案如下：

用于钢制盖板节点的弯矩轴力作用下承载力的核算方法，具体为：判断待核算的钢制盖板节点是否满足下列公式；若满足该公式，则判定该钢制盖板节点在弯矩轴力作用下承载力满足要求，若不满足该公式，则判定该钢制盖板节点在弯矩轴力作用下承载力不满足要求；

式中，N为盖板节点单根杆件所受轴力；

N_u为盖板节点在轴压力作用下抗压承载力设计值；

M为盖板节点单根杆件所受弯矩；

M_u为盖板节点在弯矩作用下相应的抗弯承载力设计值。

该核算公式中的各参数，可以通过参考现有规范或者通过理论推导得出，具体可采用如下的各优选方式：

所述的N_u计算公式如下：

N_u＝min(P_v,P_C)

式中，P_v为盖板节点在轴力作用下抗剪承载力设计值；

P_C为盖板节点在轴力作用下盖板中心屈曲破坏承载力设计值。

依据《钢结构设计规范》GB2003中螺栓抗剪承载力公式，拟合出盖板节点抗剪承载力设计值P_v的公式，P_v计算公式如下：

式中，n为单根杆件上螺栓总数目；

d为螺栓直径，单位为mm；