[发明专利]圆钢管焊接球节点的承载力计算方法

摘要

本发明涉及一种圆钢管焊接球节点的承载力计算方法，属于结构工程技术领域。其特征是，首先根据节点承受的弯矩和轴力以及圆钢管外径确定无量纲偏心距，然后根据无量纲偏心距计算考虑弯矩作用的节点承载力影响系数，最后在轴力承载力计算公式的基础上考虑弯矩作用影响系数得到轴力和弯矩共同作用下的节点承载力。本发明提供的轴力和弯矩共同作用下圆钢管焊接球节点的承载力计算方法可为该类节点的可靠设计提供保证，已在为2008北京奥运会而兴建的国家游泳中心“水立方”结构的设计中得到成功应用；同时，该方法还将促进焊接球节点的进一步推广应用，并丰富空间结构刚性节点的设计理论。

主权项

1、圆钢管焊接球节点的承载力计算方法，其特征在于，当有轴力和弯矩共同作用时，计算机按以下步骤进行节点承载力的计算：步骤(1)，向计算机输入以下参数：圆钢管承受的弯矩M的测量值，圆钢管承受的轴力N的测量值，圆钢管外径d的测量值；步骤(2)，计算机按下式计算无量纲偏心距c：c＝2M/Nd；步骤(3)，计算机根据步骤(2)得到的无量纲偏心距c按下式计算弯矩作用影响系数ηN，其步骤如下：步骤(3.1)，当计算判定：0.0≤c≤0.3时，则${\eta }_N=\frac{1}{1+c},步骤(3.2)，当计算判定：0.3＜c＜2.0时，则$ {\eta }_N=\frac{2}{\pi }\sqrt{3+0.6c+2c^2}-\frac{2}{\pi }(1+\sqrt{2}c)+0.5,步骤(3.3)，当计算判定：c\ge 2.0时，则$ {\eta }_N=\frac{2}{\pi }\sqrt{c^2+2}-\frac{2c}{\pi };步骤(4)，计算机按照步骤(3)得到的不同的弯矩作用影响系数\eta N的值，按下式计算轴力和弯矩共同作用下圆钢管焊接球节点的承载力NR：$ N_R={\eta }_N(0.3+0.57\frac{d}{D})\mathrm{\pi tdf}其中，D为圆钢管焊接球节点的空心球的外径的测量值，t为空心球壁厚的测量值，f为输入到计算机的钢材抗拉强度设计值。$$$$