大尺寸焊接空心球节点极限承载力研究(2)

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硕士学位论文

第１章绪论

１．１概述

近几十年来，随着轻质高强新型材料的广泛应用，施工技术的提高以及电子计算机技术的迅猛发展，大跨度空间结构是发展最快的结构形式之一。随着科技的不断进步，人类社会精神文明和物质文明的不断提升。人类的各种社会活动和生产活动需要越来越大的覆盖空间来实现，尤其是既能满足很大的室内空间构造又比较简单的建筑物更受欢迎。而大跨度空间结构作为一种新兴的结构体系正好可以满足这些要求。尤其是近年来，随着工程实践的数量日益增多，有关空间结构的理论研究和设计技术日趋完善，空间结构的类型和形式也越来越新颖和多样化。北京奥运会、上海世博会以及广州亚运会等大型国际盛会的成功举办都极大地促进了空间结构在我国的迅速发展。

为迎合各种不同的需求，大跨度空间结构的形式丰富多样，一般地可以归为以下几种类型：折板结构、薄壳结构、网壳结构、网架结构、悬索结构、膜结构以及杂交结构【ｌＪ。近年来随着空间结构的发展以及仿生学等概念的提出，又出现了鸟巢型网架结构、组合网格结构、空腹网壳结构、张弦梁结构、索穹项结构等很多新型结构。随着空间结构的发展，还将不断涌现出更多新型的结构形式。而计算机等大型计算工具的应用和发展，进一步给空间结构注入了新的活力，为分析空间结构的受力合理性提供了有力的保证。特别是近年来的有些大型有限元分析软件及工程计算软件的深入发展与应用，使对一些较为复杂的空间结构的理论计算和受力分析成为可能。

大跨度空间结构的发展与节点的发展是密切相关的。节点在网架、网壳等结构中作为连接不仅传递内力、很好地处理了汇交杆件的问题，也是网架与屋面结构、天棚吊项、管道设备等连接的关键，是网架、网壳等空间结构的重要组成部分。有人做过统计，节点用钢量在整个网架用钢量中占到了１／５～１／４ｔ２１。而且节点对整个网架的制作安装、工程进度、用钢量指标以及工程造价都有直接影响，节点设计的好坏将直接影响到网架设计的优劣【３】。１９６５年天津大学刘锡良【４】教授研究发明了焊接空心球节点，并在国内首次应用于天津科委礼堂。之后由于焊接空心球节点造价相对低廉、加工工艺也不复杂，而且因杆件自然对中可以避免节点的偏心受力，在国内得到了广泛的应用。在我国焊接空心球节点的应用和研究较为成熟，随着新型结构形式的出现以及更为复杂的结构体系的诞生，关于焊接空心球节点的研究理论已经不能完全满足新的结构形式发展的要求，因此关于焊接空心球节点的研究仍存在一些新的问题有待进一步研究解决。

中国正处于快速稳定发展的上升时期，随着国力的日益增强，对外交流的进一步扩大，需要建设更多体育、展览、会议和机场等大空间覆盖建筑，这是空间

大尺寸焊接空心球节点极限承载力研究’结构进一步发展的好机会。而实践证明，理论研究是工程实践的基础，依托工程。ｌ实践，能让理论研究有更实际更深层次的深入进展。随着应用范围的扩展我们有必要对出现新问题的领域，进行更深一步的研究。

１．２焊接空心球节点的研究现状

焊接空心球节点首先于５０年代在德国开始使用。在网架的制造过程中，钢管与空心球的连接需要在施工现场进行，而焊接必须是全方位的。焊缝的质量要求高，焊接的工作量很大，尤其在现场施焊时，焊接变形会导致尺寸的偏差，焊接时需留焊接变形余量不好控制，而且对焊接质 …… 此处隐藏：2371字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……