钢结构柱壁外套管节点试验研究

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1、56低温建筑技术2016年第4期(总第214期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2016．04．021钢结构柱壁外套管节点试验研究李家丞，陶忠，钱立，王虹姣(昆明理工大学建筑工程学院，昆明650500)【摘要】根据实际工程，以外套管节点方钢管柱内是否填充混凝土为变化因素，设计2个十字形足尺节点试件，通过在梁端施加低周反复荷载，对两个试件进行拟静力试验，由试验得到的梁端荷载·位移和节点弯矩-转角关系，对节点受力性能进行了研究，并对两个节点的破坏形态、承载力、刚度和变形进行了对比分析。【关键词】节点；拟静力试验

2、；荷载一位移关系；弯矩一转角关系【中图分类号】TU392．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2016)04—0056—02钢结构外套管节点是一种由T形钢连接，并在节点域案，上下柱反弯点为不动铰，梁两侧反弯点为自由端。加载柱壁用外套板进行加强的方钢管柱一H型钢梁连接节点。方案如图2所示。外套管节点基于施工现场基本不起火的原则，预先在工厂将套板焊接于柱侧，施工现场通过T型连接件和高强螺栓A-试件B—加荷架将梁柱连接起来，如图1所示。这种节点连接焊缝少，施工c、一千斤顶E一力传感器方便，构造简单。李黎明等学者研究表

3、明，外套管节点具有卜反力墙良好的抗震性能⋯。根据外套管节点在实际工程的应用，㈣支承H—球铰本文通过拟静力试验对柱内有无填充混凝土两类外套管节I一垫块J一反力粱点进行对比分析。K_试验台座图2加载方案图加载装置为电液伺服系统，首先按0．3的名义轴压比用液压千斤顶对柱顶施加轴向压力，一次性施加完毕，试验过程中轴压力保持不变；试验采用位移控制加载，用两个液压作动器在两个梁端施加反对称低周反复荷载，加载速率0．2mm／s，分级加载，每级加载循环三次。试验中梁端加载图1外套管节点三视图方向向下时，输出力为正。(3)测量内容。在梁端加载

4、点处布置YHD一100型1试验概况拉线式位移计测量梁端竖向位移，梁端加载处荷载和位移(1)试件设计。试验中选取的节点为已应用于云南由加载控制系统采集。省实际工程的外套管式节点，采用十字形足尺节点试件，制2试验结果及分析作了两个试件，柱内填充混凝土节点编号为试件1；纯方钢(1)试验现象。加载初期，试件无明显变化，随着加管柱节点编号为试件2。载等级的增加，T型连接件与梁柱间的摩擦力逐渐增大，直两个试件的其它条件相同：钢材采用Q345，粱截面尺寸至梁翼缘板与T型件腹板间出现轻微的滑移，此时试件开为HN248×124X5X8；冷弯方

5、钢管柱截面尺寸为口300X始发出持续的响声；加载中后期，观察到梁翼缘板与T型件300X8；T型连接件由H型钢剖分而成，T型连接件上设有腹板间的滑移增大，梁翼缘出现明显的弯曲变形。加载末加劲肋作为抗剪键；外套板尺寸为496×300X12，外套管与期，试件1的破坏形态为梁屈曲破坏，塑性铰外移至梁上，如柱壁采用角焊和塞焊共同连接；T型连接件翼缘与柱壁采用图3所示；试件2的破坏发生在柱壁焊缝连接上，为柱壁与10．9级4XM20摩擦型高强螺栓连接，T型连接件腹板与梁外套板问焊缝撕裂，外套板与柱接近脱离，如图4所示。两翼缘采用10．9级

6、6×M16摩擦型高强螺栓连接。试件的T型钢翼缘板厚较大，抗弯能力强，在整个加载中，T(2)加载制度。采用拟静力试验，依据JGJ101—96型连接件未出现明显变形。《建筑抗震试验方法规程》规定的低周反复试验加载方(2)滞回曲线分析。试件的荷载位移滞回曲线如图5法]，不考虑柱子P一△效应，采用梁端施加反对称加载方～图6所示，低周反复荷载作用初期，卸载后残余变形很小，[基金项目]钢结构新型外套管式节点专项试验(KKK0201206090)72低温建筑技术2016年第4期(总第214期)国产GJ系列钢材是优质升级换代建筑用钢，较目前

7、普同济大学，2010．遍采用的低合金高强钢(特别是在厚板及超厚板方面)有更[5]朱希．国产建筑结构用钢板材性参数统计与分析[J]．建筑结好的综合性能。为进一步推广GJ系列钢材在大跨和高层构，2015，45(21)：16—20．[6]高建钢．Q235GJ、Q345GJ钢材冲击韧性试验研究[R]．上海：建筑钢结构上的应用，并为相关设计规范纳入该种钢材提同济大学，2010．供必要的设计参数，国内的学者已经开展了一系列的研究[7]李治阳．高层建筑用Q390GJD—Z25钢板冲击韧性研究[J]．工作并取得了相应成果。自20世纪9O年代

8、由舞阳钢铁厂宽厚板，2014，20(1)：6—8．率先开发以来，GJ系列钢材已经在国内多个重大工程中得[8]施刚，张建兴，王艚，宋文晶．建筑结构钢材Q390GJD的疲劳到了应用，新版JGJ99—2015《高层民用建筑钢结构技术规性能试验研究[J]．钢结构，2014，29(8)：21—26．