焊接节点论文滞回性能论文

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1、焊接节点论文滞回性能论文焊接节点滞回性能实验研究　摘要：为了研究方钢管混凝土柱—空心钢管梁焊接节点的抗震性能,对4个T字形的缩尺试件进行了低周反复循环加载试验,根据实测的滞回曲线对节点的承载能力、延性、耗能能力等抗震指标进行了分析,研究了各试件在不同轴压比情况下的破坏过程及特征。试验结果表明：该节点滞回曲线饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能,但是随着轴压比的增大,节点的极限承载能力、位移延性和耗能能力均有所降低,对节点的抗震性能有一定影响。　　关键词：梁柱焊接节点;抗震性能;低周荷载;试验研究　　0引言　　方钢管混凝土结构由于截面抗弯刚度大、节点形式简单、连接方便且便于采取防火措施,有

2、利于结构平面布置、装修和良好的耗能能力,近年来在工程中得到了广泛关注。目前国内外对方钢管混凝土柱与钢梁连接节点的研究主要集中在刚性节点和半刚性节点方面,铰接节点因应用不多,所以研究较少。在刚性接连接方面早期节点形式主要是带隔板式的节点,后来发展为加劲肋、补强板、以及加强环等各种形式节点,但这些节点连接的钢梁主要是H型钢、工字钢、T型钢等,以空心钢管作为钢梁的连接形式,目前研究较少,而且空心钢管梁外形规则,建筑适用性较好等优点。因此,研究方钢管混凝土柱—空心钢管梁这种新型节点形式的抗震性能,丰富理论研究,推动工程应用具有十分必要的意义。　　1实验概况　　1.1试件设计与制作　　本次实验选取

3、了平面框架边节点为研究对象,柱高12m,受实验条件限制,节点一侧梁伸出柱外的长度为0.8m。试件数量为4个,编号分别为SJ-1、SJ-2、SJ-3、SJ-4,4个方钢管混凝土柱的参数相同：柱截面为120mm×120mm,钢管壁厚为2.87mm,钢梁截面为100mm×100mm,钢梁壁厚为1.77mm。实验所采用的方钢管是由4块矩形钢板焊接而成,焊缝采用溶透的对接焊缝,焊接时保证了焊缝的质量。矩形钢板、钢梁均采用Q235普通热轧钢,钢梁与方钢管柱的连接采用全焊连接,焊缝为双面角焊缝。各试件的柱内填充C20混凝土,混凝土的配合比为：水泥：水：砂：碎石=1：0.45：1.75：3.54,混凝土

4、养护采用自然养护法。主要材料指标见表1和表2。　　1.2测点布置及测试内容　　实验测试的内容主要包括空心钢管梁的位移以及空心钢管梁、柱节点钢板的应变。实验时在梁底部对称布置6个位移计,以观测钢梁位移,并在柱头布置位移计观测加载过程中节点是否发生偏移,同时以便了解节点的传力机理和应力变化。在梁的根部距离柱边1.5倍梁高距离处布置位移传感器,同时在柱身1.5倍梁高布置百分表,测量梁端塑性铰相对于柱的转动;在梁端部布置位移传感器,测量梁的实际位移;在节点核心区及梁端布置电阻应变片,与应变仪相连,由计算机自动采集数据来测量节点核心区和梁端的应力分布。　　1.3加载装置及加载制度　　加载装置采用门

5、型电液伺服结构试验机。在试件就位时,注意加载的位置、加载方向与试件的轴线是否对中处理,保证试件在平面内轴心受力。在正式实验前要对构件进行预载,其目的是使试件各部分接触良好,进入正常工作状态,荷载与变形关系趋于稳定,同时检查全部实验装置是否可靠,观测仪器是否正常工作。在正式加载时,首先在钢管混凝土柱顶用千斤顶施加预定轴压力N0,并一直保持到实验结束,然后在梁端轴线上施加竖向低周反复荷载,加载点距离柱750mm。在梁端施加低周反复荷载时,采用力—位移混合控制的原则,在试件屈服前先按照力控制加载,每级荷载反复加载一次,试件屈服后按位移控制加载,每级荷载反复加载两次。为了使结构在荷载作用下的变形

6、得到充分发挥和达到基本稳定,每级荷载加完后应有相应的恒载时间。为体现不同轴压比对抗震性能影响,对四个试件柱顶施加不同的恒定轴力N0,各试件的轴压力值N0分别为：150KN、300KN、450KN、550KN,对应的轴压比n为0.23、0.46、0.69、0.85。轴压比n=N0/N,即为实验时施加在柱顶的恒定轴压力N0与钢管混凝土极限承载力的标准值N之比,N是依据《钢管混凝土结构技术规程》(DBJ13-51-2003)确定,其中材料强度采用实测值。　　2实验结果与分析　　2.1实验现象　　试件sj-1加载至3Δy(梁端屈服位移y=3.59mm)第1个循环时,核心区的柱壁开始出现明显的凹陷

7、现象,加载至4Δy第1循环时,焊接部位出现明显裂纹,继续加载至5Δy第1循环时,梁端焊接位置处出现长细裂缝,并在5Δy第2循环时裂缝急剧发展,在梁端焊接处形成明显裂缝;试件sj-2加载至2Δy(y=3.93mm)第1个循环时,核心区柱壁明显凹陷,当加载至3Δy第1循环时,焊接部位出现明显裂纹,继续加载至3Δy第3循环时,梁端焊接位置处出现长细裂缝,加载至4Δy第1循环时裂缝急剧发展,在梁端焊接处形成明显裂缝;试件sj-3加载至2Δy