针对钢结构箱形柱与梁异型节点设计方法研究

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1、第卷第期Vol.No.工程力学年月ENGINEERINGMECHANICS1文章编号：1000-4750钢结构箱形柱与梁异型节点设计方法研究胡宗波(中国人民武装警察部队工程学院建筑工程系，陕西，西安710086)摘要：针对大型厂房框排架结构中通常存在变梁变柱异型节点的实际情况，对六个钢结构箱形柱与梁异型节点模型进行拟静力试验，研究了钢结构异型节点的破坏机理和力学行为，建立了基于塑性铰理论的钢结构异型节点力学模型，提出了该类异型节点的设计方法及构造建议。试验与计算对比表明：可按小核心区为常规节点计算梁端的

2、抗弯承载力；在验算节点域强度时可只对小核心区进行验算，且在保证节点域强度的前提下，只需对小核心区的抗剪承载力进行验算。该方法为钢结构异型节点的合理设计提供了依据。关键词：异型节点；破坏机理；力学行为；设计方法中图分类号：TU37文字标志码：A10.6052/j.issn.1000-4750.2011.04.0187STUDYONDESIGNMETHODFORIRREGULARJOINTSBETWEENSTEELBOXCOLUMNSANDBEAMSHUZong-bo(DepartmentofBuildin

3、gEngineering,EngineeringCollegeofArmedPoliceForce,Xi′an710086,China)Abstract:Quasi-statictestshavebeencarriedoutonsixirregularjointsbetweensteelboxcolumnsandbeams,whicharewithanabruptchangeofcross-sectionsandcommonlyusedinlarge-scaleplants.Failuremechani

4、smandmechanicalbehaviorsoftheirregularjointinsteelstructureshavebeenstudied.Amechanicsmodelisestablishedbasedontheplastichingetheory,andthedesignmethodfortheirregularjointhasbeenputforward.Bothtestandcalculationresultsindicatethattheformulaformomentresis

5、tingcapacityofaregularjointcanbeemployedtocalculatethemomentresistingcapacityoftheendofthebeam.Onlytheshearcapacityofasmallcoreareaneedstobecheckedifthestrengthofthepanelzonehasbeenensured.Thestudycanbereferredforthedesignoftheirregularjoint.Keywords:irr

6、egularjoint;failuremechanism;mechanicalbehaviors;designmethod在正常使用状态下，节点将梁和柱连成整体结题，但梁腹板和柱子连接部位的内力传递则成问[3―4]构，有效承受外部荷载；在地震作用下，节点域产题。尤其是异型节点在两侧梁不等高且截面形生塑性变形，梁端形成塑性铰，使节点有效的吸收式不同的情况下，梁与柱的内力传递就更成问[1]和耗散能量。因此节点连接必须满足传力可靠、题了。[2]构造合理、施工方便和具有抗震延性等要求。本文详细分析了钢结构异型节

7、点的受力机理，而梁柱节点的力学特性和设计的主要问题是对钢结构异型节点的设计提出理论建议。节点域问题和梁端连接问题。Popov等进行了一系1试验结果分析列梁柱中节点的循环加载试验，以测试梁柱连接的延性及节点域的塑性变形能力，通过研究表明，常1.1试验概况规钢结构梁柱节点，其节点域的影响基本不成问试验以泰州1000MW火电厂主厂房的钢结构———————————————收稿日期：；修改日期：基金：国家自然科学基金项目(50978217)；中国博士后科学基金项目(20080440814)通讯作者：胡宗波(198

8、5―)，男，陕西人，助教，工学硕士，从事钢结构方向的研究(E-mail:huzongbo_1985@163.com)2工程力学异型节点为原型，按1∶4比例设计了两组共6个束减弱，致使节点刚度大幅退化，残余变形加大。试件。JD20系列和JD27系列均采用十字形节点，4)试件进入塑性阶段后，随着节点刚度的退每系列有三个不同轴压比的试件，主要为了考虑轴化，正向荷载变化不大；反向加载时，节点域腹板压比和梁高比对节点性能的影响。每组三个试件的焊缝裂缝