多功能加载装置的研制及在圆管节点实验中的应用

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1、摘要随着钢结构在我国的快速发展，直接焊接钢管节点也得到了广泛的应用，特别是作为大跨结构、工业厂房、高塔等的主要受力构件，采用圆钢管和方、矩形管的越来越多，因此各种形式的直接焊接管节点的受力性能成为人们关注的热点问题。对于超出了规范限制范围的节点，必须采用试验的方法确定它们的受力性能。本文对青岛海尔标志钢塔的两个足尺直接相贯圆管节点进行了试验研究，试验中为了达到真型节点试验所要求的吨位和试件尺寸，并考虑到以后的广泛应用，设计制作了多功能加载装置。多功能加载装置主要包括加载环和钢拉杆两个部分。多功能加载装置在自身平面内为一自平衡体系，能实现对多

2、种试件进行拉压加载，特别适用于多杆件平面汇交节点的试验研究。利用研制的多功能加载装置对青岛海尔标志钢塔的一次相贯K型和二次相贯XK型的足尺节点进行了试验研究，仔细设计了试件的端部加载构造、观测方法、安装就位、加载方法等内容。并对实验结果进行了整理分析。利用ANSYS软件对试件进行模拟分析并与试验结果进行了比较，综合评定了圆管节点的工作性能和节点附近的应力分布情况，同时也验证了多功能加载装置的安全性和可靠性，获得了若干结论，为加载装置的进一步研制和有搭接圆管节点工作性能的深入探讨提供了试验依据。最后根据试验及模拟分析的结果提出了对以后研究工作

3、的展望。关键词直接相贯圆管节点;多功能加载装置;加载环;钢拉杆、模拟分析哈尔滨工业人学工学硕1丁学位论文AbstractWiththefastdevelopmentofsteelstructureinourcountry,thedirectweldedsteelhollowsectionjointshavegottenexcessiveapplication.Especially,thesteelhollowmembersarewidelyusedasthemainlyresistancemembersofthespecialstructu

4、res,industrialworkshops,hightowersandetc..Becauseofthisreason,theperformanceofmultiformdirectweldedhollowsectionjointshasbecomethefocalquestion.Forthejoints,whichareoutoftherangeofthecodes,theirperformancemustbedeterminedbythetest.Inthistext,twofullsizedirectperforationjoi

5、ntsofthemarktowerinQingDaoHeierwerestudiedbytheexperimentalmethod.Inordertoreachthetonnageofthetestforcesandthesizerequirementofthespecimen,andalsotoconsiderthewideapplication,themulti-functionalexperimentalfacilityhasbeendeveloped.Themulti-functionalexperimentalfacilityma

6、inlyincludesload-ringandsteeltension-bar.Itisthebalanceablesysteminitsownringplane.Thisfacilitycaneasilyloadthepullorpressforcestodifferentspecimen.Especiallyitfitstheexperimentalstudyofthemulti-poleintersectingplanarjointsUsingthedevelopedmulti-functionalexperimentalfacil

7、ity,thefullsizeKandXKmodejointspecimensofthemarktowerinQingDaoHeierhavebeentested.Thedetailtreatmentintheendofthespecimen,observationalmethod,installation,loadingmethodandetc.havebeendesignedcarefully.Theresultsofthetestisarrangedandanalyzed.Thespecimenshavebeenanalyzedbyt

8、hesoftwareANSYS,andthetheoreticalresultshavebeencomparedwiththeexperimentalresults.Theper