[发明专利]空间网格结构中焊接空心球节点动态承载力的诊断方法

摘要

本发明公开了空间网格结构中焊接空心球节点动态承载力的诊断方法，它包括以下步骤：(1)首先建立焊接空心球节点的力学诊断模型；(2)根据给定焊接空心球节点的球外径、球厚、与焊接空心球节点相配套钢管外径，焊接空心球节点钢材屈服强度fy及极限强度fu，通过步骤(1)中的力学诊断模型诊断地震作用下空间网格结构中给定焊接空心球节点受力状况以保证空间网格结构安全。采用本方法可以准确的模拟出地震作用下焊接空心球节点反复经历加载-卸载过程与破坏过程的力学行为，从而诊断出地震作用下空间网格结构中焊接空心球节点受力状况，为空间网格结构的设计提供可靠的依据，从而保证空间网格结构安全。

主权项

空间网格结构中焊接空心球节点动态承载力的诊断方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)按下式(1)计算P1，按下式(2)计算P2，按下式(3)计算P3，按下式(4)计算k，按下式(5)计算k1，按下式(6)计算k2，按下式(7)计算k3，按下式(8)计算l，式中D为球外径、t为球厚、d为与焊接空心球节点相配套钢管外径，fy为焊接空心球节点钢材屈服强度，fu为焊接空心球节点钢材极限强度； P 1 = ( 0.40 + 15.88 td D 2 ) π tdf y - - - ( 1 ) P 2 = ( 0.02 + 7.14 td D ) π tf y - - - ( 2 ) P 3 = πdδf u 3 = πdf u ( D 2 - d 2 - ( D - 2 t ) 2 - d 2 ) 2 3 - - - ( 3 ) k = ( - 0.61 + 397.71 td D ) f y - - - ( 4 ) k 1 = ( 0.04 + 6.93 td D ) f y - - - ( 5 ) k 2 = ( 0.92 + 103.59 t 2 Dd ) tf y - - - ( 6 ) k 3 = ( 0.08 + 15.52 td D ) f y - - - ( 7 ) l = ( D - 2 t ) 2 - d 2 - - - ( 8 ) 然后由P1、P2、P3、k1、k2、k3、l建立焊接空心球节点的力学诊断模型，所述的力学诊断模型为荷载‑位移变化路径为O‑A‑B‑C‑D‑E‑F‑G‑H‑I‑J‑K‑L构成的曲线包络线；其中：0点对应球体所受荷载为零，位移为零的初始状态；O‑A、O‑K、B‑J、C‑I、D‑H、E‑G、M‑L的斜率为k；H‑I、J‑K的斜率为k1；A‑B、C‑D的斜率为‑k1；B‑C、D‑E的斜率为k2；G‑H、I‑J的斜率为‑k2；K‑L的斜率为k3，A、C点对应的荷载为受压极限承载力P1；B、D点对应的荷载为球体屈曲后承载力P2；H、J点对应的荷载为‑P2；I、K对应的荷载为‑P1；L点对应的荷载为受拉极限承载力P3，E点对应的横坐标为球节点内壁发生碰撞时的位移l，如果首先对节点施加轴向压力，至节点内壁发生碰撞后卸载，完全卸载后继续施加轴向拉力直至节点受拉破坏，则荷载‑位移变化路径为O‑A‑B‑C‑D‑E‑F‑G‑H‑I‑J‑K‑L；如果单纯对节点施加轴拉力直至节点受拉破坏，则荷载‑位移变化路径为O‑K‑L；在施加轴向压力或轴向拉力过程中对焊接空心球节点卸载至某一程度后重新加载，其焊接空心球节点位于该曲线包络线内部的荷载‑位移变化路径均沿斜率为k的路径进行，然后再按照曲线包络线路径进行；(2)根据给定焊接空心球节点的球外径、球厚、与焊接空心球节点相配套钢管外径，焊接空心球节点钢材屈服强度fy及极限强度fu，通过步骤(1)中的力学诊断模型诊断地震作用下空间网格结构中给定焊接空心球节点受力状况以保证空间网格结构安全。