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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2015年第B07期48卷 32-38页

作者：徐帅陈志华王小盾刘红波天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

针对铝合金单层穹顶结构中常用的泰姆科节点,通过有限元精细化模拟的方式得到其节点的转动刚度.并且研究了一跨度为95,m的泰姆科节点铝合金单层球面穹顶实际工程的稳定性,对比在考虑泰姆科节点转动刚度和假定节点为刚接情况两种情况下,... 详细信息

针对铝合金单层穹顶结构中常用的泰姆科节点,通过有限元精细化模拟的方式得到其节点的转动刚度.并且研究了一跨度为95,m的泰姆科节点铝合金单层球面穹顶实际工程的稳定性,对比在考虑泰姆科节点转动刚度和假定节点为刚接情况两种情况下,穹顶结构的屈曲分析特征值和考虑几何初始缺陷后的结构稳定性能.分析结果表明:泰姆科节点属于半刚性节点的范畴.在考虑节点的实际转动刚度之后,结构的屈曲特征值有所降低,节点刚度对结构的稳定性有一定程度的影响.通过系统地研究泰姆科节点铝合金单层穹顶结构稳定性,可以为工程提供一定参考.

关键词：泰姆科节点铝合金单层穹顶结构节点刚度稳定性

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泰姆科节点刚度对单层球面网壳稳定性能的影响

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建筑钢结构进展 2023年第1期25卷 62-70,89页

作者：芦燕彭冠楚张晓龙天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

为研究泰姆科节点剪切刚度对铝合金单层球面网壳稳定承载力的影响,建立了单层球面网壳多尺度分析模型,结果表明泰姆科节点单层球面网壳承载力随跨度的增大而减小,随矢跨比的增大而增大。当网壳达到稳定极限承载力时泰姆科节点发生弯曲... 详细信息

为研究泰姆科节点剪切刚度对铝合金单层球面网壳稳定承载力的影响,建立了单层球面网壳多尺度分析模型,结果表明泰姆科节点单层球面网壳承载力随跨度的增大而减小,随矢跨比的增大而增大。当网壳达到稳定极限承载力时泰姆科节点发生弯曲变形的同时伴随着剪切变形。通过对比单层球面网壳多尺度模型和弹簧单元模型的双重非线性稳定分析结果,发现节点剪切变形对结构承载力的降低程度随网壳跨度及矢跨比的增大而减小。最后,提出了一种可综合考虑泰姆科节点弯曲变形和剪切变形的节点“组合模型”,并验证了该模型能精准地反映泰姆科节点的力学性能。

关键词：泰姆科节点铝合金单层球面网壳稳定极限承载力矢跨比多尺度模型弹簧单元模型剪切变形

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泰姆科节点刚度对单层球面网壳稳定性能的影响

泰姆科节点刚度对单层球面网壳稳定性能的影响

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作者：彭冠楚天津大学

学位级别：硕士

泰姆科节点是一种广泛应用于铝合金单层球面网壳的节点形式,具有剪切刚度和弯曲刚度均较小的特点。在单层球面网壳的稳定性分析中,泰姆科姆科节点刚度对结构稳定极限承载力的影响不可忽视。本文利用ABAQUS有限元软件,建立了泰姆科节点... 详细信息

泰姆科节点是一种广泛应用于铝合金单层球面网壳的节点形式,具有剪切刚度和弯曲刚度均较小的特点。在单层球面网壳的稳定性分析中,泰姆科姆科节点刚度对结构稳定极限承载力的影响不可忽视。本文利用ABAQUS有限元软件,建立了泰姆科节点铝合金单层球面网壳多尺度模型,分析了泰姆科节点剪切刚度对铝合金单层球面网壳稳定极限承载力的影响,得到了泰姆科节点的变形形态,通过对比单层球面网壳多尺度模型和弹簧单元模型的双重非线性稳定极限承载力,分析了节点剪切变形对网壳稳定性能的影响。进而通过理论分析和参数化分析相结合的方法,推导了泰姆科节点的剪切刚度计算方法。最后提出了一种可综合考虑泰姆科节点弯曲变形和剪切变形的泰姆科节点“组合模型”。主要结论如下:(1)泰姆科节点铝合金单层球面网壳双重非线性稳定极限承载力随网壳矢跨比增大而增大,随网壳跨度增大而减小;当网壳达到极限承载力时,泰姆科节点未进入塑性阶段;泰姆科节点在发生弯曲变形的同时伴随着剪切变形。节点剪切变形对铝合金单层球面网壳稳定极限承载力产生不利影响,随网壳跨度和矢跨比的增大而减小。(2)结合理论分析和数值模拟的结果,推导了泰姆科节点剪切刚度的计算公式,证明节点中心域半径R、连接板厚度t、杆件截面极惯性矩J和连接板半径R为影响泰姆科节点剪切刚度的主要因素,且泰姆科节点剪切刚度与t、R、J及1/R呈线性关系。(3)设计了能综合考虑泰姆科节点弯曲变形和剪切变形及二者相互影响的组合模型,组合模型能够有效反应泰姆科节点的力学性能。

关键词：铝合金单层球面网壳泰姆科节点稳定极限承载力多尺度模型剪切变形

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泰姆科节点铝合金单层穹顶结构隔震性能的研究

泰姆科节点铝合金单层穹顶结构隔震性能的研究

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作者：陈昆明兰州交通大学

学位级别：硕士

作为大跨度空间结构体系中的典型结构—铝合金穹顶结构,因其结构跨度大、自重小、耐腐蚀、受力性能合理及造型优美等特点而倍受人们的青睐。然而,铝合金穹顶结构因其结构形式复杂,目前对此类结构体系的地震响应规律研究还处在起步阶段... 详细信息

作为大跨度空间结构体系中的典型结构—铝合金穹顶结构,因其结构跨度大、自重小、耐腐蚀、受力性能合理及造型优美等特点而倍受人们的青睐。然而,铝合金穹顶结构因其结构形式复杂,目前对此类结构体系的地震响应规律研究还处在起步阶段。随着空间结构技术水平的不断提高,穹顶结构会不断向更大跨度及结构复杂化方向发展,这种情况下,对地震反应的研究要求越来越高,目前,各类隔、减震措施在大跨度穹顶结构中的应用也愈来愈普遍。当前,从事大跨度空间结构抗震性能研究的学者众多,也取得了一系列的研究成果,本文主要是针对先前学者们未研究过的泰姆科节点铝合金单层穹顶结构的隔震性能做了如下研究工作,并得出了以下几点结论,希望可以为大跨度空间结构的隔震性能研究提供参考意见。(1)通过查阅相关的文献资料,对大跨度空间结构的发展、应用以及铝合金穹顶结构隔震性能的研究现状进行了归纳总结。(2)分析了结构隔震的机理;在ABAQUS软件中建立了泰姆科节点有限元模型,经分析,得出节点竖向位移变化图,建立节点的弯矩-转角变化曲线,经数值计算得到了泰姆科节点的转动刚度值,依据规范判断泰姆科节点为半刚性节点。(3)在对比分析了泰姆科节点刚性与半刚性结构自振特性的基础上,对半刚性节点下的穹顶结构在罕遇地震波作用下的支座反力、支座位移及节点位移进行了研究。研究表明:刚性与半刚性节点下的穹顶结构,两者振型基本相同,后者结构振动频率小于前者,隔震支座下的结构振动频率小于普通支座下的结构振动频率;粘弹性阻尼材料支座能有效的控制结构支座反力、支座位移及节点位移,其能起到很好的隔震效果。(4)对设置粘弹性阻尼材料支座下的铝合金单层穹顶结构,在刚性和半刚性节点,不同结构跨度、矢跨比及不同储能模量情况下进行罕遇地震波作用下的支座反力、支座位移及杆件轴力分析。研究表明:穹顶结构的Z向支座反力随跨度的增大而减小;穹顶结构的支座反力变化以结构矢跨比1/4为转折点,矢跨比小于1/4时,支座反力随矢跨比增大而减小,矢跨比大于1/4时,支座反力随矢跨比增大而增大;穹顶结构的支座反力随储能模量的增大而减小;半刚性节点下的结构杆件轴力略大于刚性节点下的结构杆件轴力,两者径向杆件轴力差异在7%以内,斜向杆件轴力差异在5%以内。

关键词：泰姆科节点铝合金单层穹顶结构罕遇地震隔震控制

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新型装配式节点单层三角形网格结构整体稳定性能研究

新型装配式节点单层三角形网格结构整体稳定性能研究

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作者：朱洁东南大学

学位级别：硕士

装配式单层空间网格结构凭借结构轻巧、节点美观、装配化率高、施工便捷和环境友好等优点,成为大跨度空间结构研究的热点。装配式单层空间网格结构中节点不能简化为铰接或者刚接计算,需要考虑节点实际力学性能。为此,本文分析了装配式... 详细信息

装配式单层空间网格结构凭借结构轻巧、节点美观、装配化率高、施工便捷和环境友好等优点,成为大跨度空间结构研究的热点。装配式单层空间网格结构中节点不能简化为铰接或者刚接计算,需要考虑节点实际力学性能。为此,本文分析了装配式节点刚度和承载力对单层空间网格结构整体稳定性能的影响。本文以单层K8网壳为例,引入本课题组开发的单层三角形空间网格结构新型装配式节点——中心环-套筒节点和双环节点力学性能,建立装配式单层三角形空间网格结构数值模型。研究了在中心环-套筒节点和双环节点试验得到的节点弯矩-转角曲线下,两种新型装配式节点适用跨度,并详细分析了最大跨度下两种新型装配式节点单层K8网壳静力稳定性能,并与刚接结构进行对比。分析了矢跨比和跨度对装配式单层三角形空间网格结构整体稳定性能的影响。研究表明:最大适用跨度下中心环-套筒节点单层K8网壳稳定承载力约为刚接结构的62%;最大适用跨度下双环节点单层K8网壳稳定承载力约为刚接结构的58%。设计荷载作用下,新型装配式节点单层K8网壳最大位移、杆件压力最大值与刚接结构的差异较小,差异在10%以下。随着矢跨比的增大,装配式单层三角形空间网格结构稳定承载力增大;装配式单层三角形空间网格结构稳定承载力随着跨度的增大而减小。采用数值模拟研究装配式节点转动刚度和极限弯矩对单层三角形空间网格结构整体稳定性能的影响。研究结果表明:节点转动刚度降低,结构稳定承载力和初始刚度减小,结构最低阶特征值屈曲模式和非线性失稳模式逐渐由整体失稳变为局部失稳;随着装配式节点极限弯矩的增大,结构稳定承载力不断提高,但提高程度有限,结构非线性失稳模式则变化不大;单层三角形空间网格结构杆件应力分布云图与结构失稳模式相似,结构凹陷越深处对应杆件应力越大。最后,提出了新型装配式节点单三角形空间网格结构稳定承载力估算公式。将上文得到的研究成果应用于北京新机场装配式单层铝合金网壳结构稳定分析,针对北京新机场装配式单层铝合金网壳中使用的泰姆科节点进行了数值模拟研究,得到节点弯矩转角曲线,代入整体模型中建立考虑泰姆科节点转动刚度单层铝合金网壳数值模型。分析了泰姆科节点转动刚度对单层铝合金网壳静力稳定性能的影响,与刚接结构静力稳定性能对比,为装配式单层铝合金空间网格结构稳定设计提供借鉴参考,具有重要的工程实践和理论研究意义。

关键词：新型装配式节点整体稳定性能单层三角形空间网格结构泰姆科节点北京新机场装配式单层铝合金网壳

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新型铝合金板式节点简述

新型铝合金板式节点简述

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第十七届全国现代结构工程学术研讨会

作者：孟祎刘红波天津大学建筑工程学院

目前铝合金空间结构中常用的一种节点为圆盘盖板节点,但圆盘盖板节点仍存在不足之处。由于圆盘盖板仅通过螺栓与杆件翼缘连接,因此节点的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在,无论是杆件还是圆盘盖板都在螺栓孔的边缘存在应力集中现象,并从... 详细信息

目前铝合金空间结构中常用的一种节点为圆盘盖板节点,但圆盘盖板节点仍存在不足之处。由于圆盘盖板仅通过螺栓与杆件翼缘连接,因此节点的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在,无论是杆件还是圆盘盖板都在螺栓孔的边缘存在应力集中现象,并从圆盘盖板外边缘往节点中心逐步减轻,因此在节点使用过程中结构的破坏往往发生在应力集中最大的位置,即圆盘盖板外边缘处发生,削弱了杆件的抗拉承载力,从而出现了"强构件,弱节点"的现象。这一现象违背了工程设计"强节点,弱构件"的要求,因此需要对圆盘盖板节点进行改进优化保证工程结构在使用过程中的稳定和安全。为解决这一问题,本文对目前铝合金空间结构中常用的圆盘盖板节点进行改进,并提出四种新型圆盘盖板节点。

关键词：铝合金空间结构节点新型圆盘盖板节点泰姆科节点

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