21x
000572
2026-06-29

无偏心剪式可展结构节点开发

在可展开结构的设计与分析中,最关键的方面之一是其节点的构造。在构成可展开结构(如篷房或穹顶)的剪式单元设计中,连接各构件的节点开发通常会引入构件轴线相对于节点形心的偏心距。

作者
Emmanouil-Ioannis Daktylidis
大学

这些偏心常常影响结构在风或雪等荷载条件下的受力性能。本研究旨在开发一种能够在连接构件时不引入偏心的节点。通过采用双剪刀式元件实现这一目标,即在传统的两根构件剪刀式配置基础上增加一根额外构件。这样,在节点的几何配置过程中便可消除偏心。

节点的几何形状直接取决于被连接构件的截面几何形状。因此,采用了一套方法来确定结构中应使用的最优空心铝材截面。最初,假定节点为刚性元件,构件采用线性梁有限元。随后,根据相关设计规范假定节点荷载,并施加雪荷载和风荷载,进行线性分析。

截面的最终确定通过两种方法实现。首先,进行几何非线性分析(GNA),将内力与线性分析结果进行比较。随后,进行考虑缺陷的几何非线性分析(GNIA),采用由先前线性屈曲分析获得的屈曲模态形状推导出的初始缺陷形状。通过结果比较并根据欧洲规范9中关于铝结构的条款进行验算,确定最终截面。截面最终确定后,节点的几何形状也随之确定,并相应地修正结构中的节点荷载。

最后,使用实体有限元对节点和构件进行模拟。该分析就节点和元件的应力发展得出结论,为可能的试验装置设计提供了有价值的参考。


链接
下载


;