【摘 要】
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空间钢网格结构广泛应用于体育馆、展览馆等公共建筑中,其杆件大多为圆钢管,若其结构的稳定性不足,会使结构出现失稳,导致结构出现破坏或倒塌,会造成巨大的经济损失、人员伤亡和社会影响。套管构件是一种稳定控制构件,其具有稳定控制、滞回性能良好等特点,但其多用于新建结构中。基于此,本文根据套管构件的特点提出了一种新型的加固方法,即装配式套管构件加固法,该方法可以在负载条件下进行加固,对原结构扰动小且通用性较
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空间钢网格结构广泛应用于体育馆、展览馆等公共建筑中,其杆件大多为圆钢管,若其结构的稳定性不足,会使结构出现失稳,导致结构出现破坏或倒塌,会造成巨大的经济损失、人员伤亡和社会影响。套管构件是一种稳定控制构件,其具有稳定控制、滞回性能良好等特点,但其多用于新建结构中。基于此,本文根据套管构件的特点提出了一种新型的加固方法,即装配式套管构件加固法,该方法可以在负载条件下进行加固,对原结构扰动小且通用性较强,不改变结构的外形,加固施工方便。该方法将套管构件的应用扩展到了加固领域,即采用装配式套管构件加固空间钢网格结构杆件。本文首先采用有限元软件ABAQUS建立单钢管模型,得出单钢管在承受轴向荷载作用下的轴力-轴向位移曲线;然后使用装配式套管构件对单钢管进行加固,考虑钢管加固时的挠度、加固衬套的长短以及π型钢的厚度等因素对加固效果的影响,建立装配式套管构件模型,得出装配式套管构件在承受轴向荷载作用下的轴力-轴向位移曲线。对比不同参数下装配式套管构件中圆钢管的轴力-轴向位移曲线,研究装配式套管构件对钢管轴向承载力的影响。研究发现装配式套管构件加固法对圆钢管的轴向承载力具有较大提升,加固效果随着圆钢管加固时挠度的增加而减弱。如果在圆钢管发生侧向变形的早期使用装配式套管构件对其进行加固,圆钢管使用过程中可能会达到高阶屈曲模态,对圆钢管极限承载力提升较大;适当延长加固衬套的长度对加固效果也有一定的提升;π型钢厚度对装配式套管构件有一定影响,但随着π型钢厚度的增加,其影响力大小逐渐减弱。使用使用空间网格结构计算机辅助设计系统MSTCAD软件设计了42m×42m的钢网架结构,然后使用有限元软件ABAQUS对该网架进行建模分析。考虑结构中杆件的初始缺陷,将有初始缺陷的单钢管模型数据输入网架压杆中,然后使用装配式套管构件对钢网架结构中应力最大位置处压杆进行加固。研究装配式套管构件加固不同压杆对钢网架结构力学性能的影响,验证了装配式套管构件应用于空间钢网架结构加固领域的可行性。
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