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第1章 绪论1

1.1 空心管结构简介1

1.2 空心管结构的研究和发展2

1.3 焊接钢管桁架在我国的应用6

1.4 焊接钢管桁架与钢管节点的一些受力问题8

1.4.1 焊接钢管桁架次应力问题8

1.4.2 钢管节点承载力问题9

1.5 本书主要研究内容11

第2章 有限元软件介绍及有限元理论基础13

2.1 ANSYS软件介绍13

2.1.1 ANSYS的发展简介13

2.1.2 典型有限元分析步骤13

2.1.3 ANSYS中包含的求解器和执行功能15

2.2 有限元理论基础15

2.2.1 单元属性16

2.2.2 几何非线性19

2.2.3 材料非线性20

2.2.4 单元刚度矩阵22

2.2.5 非线性方程求解——牛顿-拉普森方法22

2.2.6 收敛准则23

2.2.7 极限承载力判别准则24

第3章 方钢管桁架次应力有限元分析25

3.1 单跨简支桁架次应力有限元分析25

3.1.1 桁架计算模型及模型参数25

3.1.2 材料性能27

3.1.3 有限元建模28

3.1.4 模型数据归纳34

3.1.5 无量纲几何参数分析42

3.2 两跨连续桁架次应力有限元分析51

3.2.1 桁架计算模型及模型参数51

3.2.2 有限元建模52

3.2.3 无量纲几何参数分析56

3.3 次应力分布的多因素方差分析65

3.3.1 无交互作用的双因素方差分析65

3.3.2 单跨桁架次应力影响因素方差分析68

3.3.3 两跨连续桁架次应力影响因素方差分析75

3.4 本章小结83

3.4.1 次应力分布状况83

3.4.2 几何参数影响趋势84

3.4.3 次应力分布方差分析85

第4章 方钢管桁架N形搭接节点承载力分析86

4.1 N形搭接节点正交试验设计86

4.1.1 桁架节点模型几何参数设置86

4.1.2 正交模型设计87

4.2 有限元建模90

4.3 节点极限承载力判别准则92

4.4 计算结果分析92

4.4.1 有限元模型受力及变形分析92

4.4.2 杆件轴力-变形关系129

4.4.3 节点极限承载力149

4.5 几何参数对节点承载力的影响150

4.5.1 β的影响150

4.5.2 γ的影响152

4.5.3 τ的影响154

4.5.4 Ov的影响156

4.5.5 影响因素显著性分析157

4.6 节点极限承载力回归公式159

4.6.1 参数回归159

4.6.2 回归公式校验160

4.7 本章小结164

4.7.1 节点受力及变形特征164

4.7.2 节点极限承载力判断164

4.7.3 几何参数影响趋势及显著性分析165

4.7.4 节点承载力回归公式165

第5章 总结与展望167

5.1 总结167

5.1.1 桁架杆件次应力总结167

5.1.2 N形搭接节点承载力总结168

5.2 展望168

5.2.1 桁架杆件次应力展望168

5.2.2 N形搭接节点承载力展望169

主要参考文献170