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计算机数控技术的发展使得钢管相贯节点的加工已非常容易,相贯节点越来越广泛地应用于钢结构建筑、道路桥梁以及机械设备中。近年来国内外对静力条件下相贯节点的力学性能进行了大量理论和试验研究,但是一直以来地震、爆炸、撞击等偶然荷载引起结构局部损伤和整体破坏事故时有发生,目前关于钢结构抗冲击性能的研究已经引起国内外学者重视,但国内还没有足够规范以应对钢管相贯节点和构件抗冲击性设计。因此钢管相贯节点抗冲击性设计理论的发展和完善必然需要进行大量的基础研究工作。本文将采用试验研究与有限元研究相结合的方法,对未加强和内置加劲环加强K形节点主管受横向冲击荷载作用时的抗冲击工作机理进行研究。本文研究主要包括以下方面: (1)采用高性能落锤试验机对2个未加强和1个加强K形节点进行抗冲击试验。确定不同冲击能量作用下节点的破坏模态;得到冲击过程中冲击力、位移、应变时程曲线;揭示冲击力-变形关系曲线和能量耗散等变化发展规律;验证节点加强方式的有效性。 (2)运用有限元软件ABAQUS建立节点数值分析模型,通过算例分析验证其可靠性;在此分析模型基础上,从微观层面深入地分析冲击过程中K形节点抗冲击性能指标,揭示节点抗冲击机理和能量耗散机制。 (3)根据塑性铰线原理提出节点变形能量吸收计算简化方法;比较节点在静力荷载作用下的工作性能和节点抗冲击工作性能的异同;分析冲击过程中加劲环受力性能的变化规律。 (4)对节点几何参数和物理参数进行单参数分析,确定每一参数对节点承载力、塑性变形、能量吸收等变化发展规律的影响。