日光温室平椭圆管骨架套筒螺钉拼接抗弯性能OA

为探明日光温室平椭圆管骨架套筒螺钉拼接节点力学性能,该研究对此类拼接节点进行了足尺力学试验研究和数值分析,为日光温室节点强度和刚度设计提供依据。研究首先确定了平椭圆管管材和螺钉本构关系,通过足尺试验和理论值计算比较验证数值分析模型,对5种常见平椭圆管截面、3种螺钉数量和4种拼接长度进行拼接节点工况组合,对60种工况进行数值模拟,根据节点达到极限强度的特征分析破坏机理,依据不同规格试件屈服前的弯矩、转角和初始弯曲刚度变化规律,构建拼接节点抗弯刚度K与拼接长度比L_(s)相互关系的表达式,并对表达式进行验证。结果显示:拼接节点的破坏形式包括缩头顶受压破坏、螺钉孔破坏、螺钉孔和缩头顶同时破坏3种,相应的极限承载力差别较大,破坏机理不同,其中在缩头顶破坏时的承载力最大;拼接节点的转动刚度系数K_(θ)与拼接长度比L_(s)呈正相关;在3螺钉的情况下K_(θ)受截面高度H影响较小;在4、5螺钉的情况下当H小于75 mm时K_(θ)随H增加而降低,当H大于等于75 mm时,K_(θ)受H影响小。利用研究获得的“K-L_(s)”表达式对拼接节点进行数值分析,与试验结果相比,数值分析结果相较试验结果偏安全,且误差均方根约为10%。表达式可直接用于日光温室骨架钢结构整体强度和稳定性分析,相关方法可为其他类型节点抗弯刚度的研究提供借鉴。