海上升压站上部节点加强方案优化与计算方法

[目的]海上升压站上部组块的圆管-工字钢节点数量众多,构造形式复杂,一般结构设计软件无法对其进行校核,亟需可行的校核设计方法与加强构造方案的优化研究。[方法]选取海上升压站上部组块的典型圆管-工字钢节点建立简化模型,并为该简化模型设计5种加劲肋构造方案。采用有限元软件仿真方法,对模型分别施加轴压位移、面内转角、面外转角这3种典型的位移加载工况,对5种加劲肋方案的塑性发展情况和破坏形式进行分析。选取某纵向加劲肋方案,依据规范规定假定加劲肋的有效受力截面,对复杂荷载作用下加劲肋应力校核提出简化计算方法,并采用有限元方法进行验证。[结果]结果表明,无加强的圆管-工字钢节点无法满足“强节点弱构件”的设计要求,采取加劲肋等加强措施是必要的。纵向加劲肋方案具有更高的承载力与更好的经济性,纵向加劲肋对于梁腹板受剪承载力至关重要,而横向加劲肋无法提高受剪承载力。有限元分析给出的应力分布情况与简化计算方法的假定是一致的,简化计算方法给出的应力水平高于有限元分析的结果,表明该方法是可行且偏于安全的。[结论]纵向加劲肋方案是较优的节点加强方案。应用所提出的简化计算方法,可对纵向加劲肋方案进行高效的校核。