邹龙庆，刘 冬，崔晓华

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318） ①

石油井架结构焊接节点的刚度计算

邹龙庆，刘 冬，崔晓华

（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318）①

为研究梁端节点连接的柔性对连接的非线性性能的影响，提出了空间钢架半刚性梁单元的单元刚度矩阵的表达形式。将半刚性焊接节点分为受剪焊缝、受弯梁翼缘焊缝和受剪节点域3类组件，分别计算各组件初始刚度，再将其进行组装，推导了连接节点初始刚度的理论计算公式。以JJ160／41－K型钻机井架结构为例，采用理论公式计算立柱与拉筋连接节点的初始刚度，并与相应的有限元计算结果进行对比分析，2个结果吻合较好。

井架；节点分析；刚度

在传统钢结构的设计和分析中，假设梁柱连接是刚度为无穷大的完全刚接或刚度为零的理想铰接。实际上，任何刚性连接都具有一定的柔性，而铰接都具有一定的刚性，工程中的梁柱连接通常介于这两者之间，属半刚性连接［1］。近年来，国内外有关半刚性连接的研究成果很多，主要集中在梁柱节点的弯矩－转角曲线，以及对平面框架进行初步分析和讨论，对具有半刚性连接的空间框架的分析依然很少［2］。在对石油井架结构进行有限元分析时，通常将井架各杆件间的连接考虑成完全刚接的形式［3－4］，忽略了实际工况下立柱与横拉筋、斜拉筋之间焊接节点连接性能对井架结构各方面性能的影响。本文推导了空间钢架半刚性梁单元的单元刚度矩阵，提出了梁柱焊接节点初始刚度的理论计算方法。……