T﹢型方钢管节点的性能试验研究.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材应用研究Ｔ型方钢管节点的性能试验研究■王飞，李建邦，李威琪■山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛２６６５９０摘要：为了改善相贯方钢管节点的受力性能，提高方钢管的径向刚度，用内置凹陷。因为主管表现出明显的变形，两加劲板之间的主管部分上半部加劲板的方式对方钢管进行加强。为了研究加强后的效果，本文采用试分受拉，下半部分受压，随着力的增大到超过主管壁板的极限承载力验和数值模拟相结合的研究方法，首先设计三个缩尺的Ｔ型焊接方钢管时，主管壁板出现局部屈曲变形，即两加劲板间出现

2、鼓曲和凹陷。相贯节点，随后建立三个对应的有限元模型，把实验和数值模拟结果进在３Δｙ加载循环的过程中，支管受拉时，主支管交界处的受剪焊缝行对比，发现二者的变形现象吻合，验证了有限元模型建模、边界条件、产生裂缝，主要集中在主管长度方。支管受压时，主管上翼缘局部屈曲加载方式的准确性。研究证明，经过内隔板加劲后的构件破坏模式发生加剧，节点的承载力已下降到极限承载力的８５％，节点已破坏。了改变，延性和耗能能力得到了提高，更有利于结构的抗震。２．３Ｔ２５０－１５０－Ｓ２的试验过程及试验现象和数值模拟现象的对比关键词：

3、Ｔ型方钢管节点滞回性能试验数值模拟荷载加载共分三级：±５３ｋＮ、±１０６ｋＮ、±１５９ｋＮ。屈服位移Δｙ为１引言１８９０１ｍｍ，随后进入位移控制阶段。数值模拟构件的屈服位移为Ｔ型钢管节点的受力模式主要为支管承受轴向荷载，造成了主管１７２ｍｍ，屈服荷载为１７２ｋＮ，与试验所得的屈服位移相差８９％、屈服管壁在支管轴向力作用下易发生局部塑性变形破坏［１－３］。内加劲加荷载相差８２％。强节点能有效增加主管的径向刚度，提高钢管节点极限承载力，且由于进入１Δｙ循环的过程中，支管受压时，构件整体向下变形明显，节

4、加劲板隐藏于主管内部，不会影响整体结构的外观。但目前国内外对点区域局部变形更加严重。对比于未加劲构件，整体变形较明显，局部此类节点的研究主要集中在静力承载力方面，对其承受循环荷载下的变形较轻。原因在于加强后轴向刚度的改变。对比于Ｔ２５０－１５０－滞回性能研究十分有限。本文采用试验及数值模拟的研究方法，分析Ｓ１，整体变形较轻，但节点区域变形严重。主要原因在于Ｔ２５０－１５０－了内加劲板对节点滞回性能的影响，并对内加劲板Ｔ型方钢管节点的Ｓ２开孔尺寸较大，加强后的轴向刚度小于Ｔ２５０－１５０－Ｓ１，与主管上翼设

5、计提出了建议。缘连接的加劲板出现明显的向下弯曲。２Ｔ型方钢管节点滞回性能试验和数值模拟的对比分析１Δｙ加载过程中支管受拉时，构件整体发生向上的弯曲，节点区域本文对３个Ｔ型方钢管相贯节点进行了轴向拟静力滞回性能试局部出现屈曲，在主管下翼缘两加劲板之间出现略微的向上凹曲。验，试件的主管尺寸为２５０ｍｍ×２５０ｍｍ，支管尺寸为１５０ｍｍ×１５０ｍｍ，Ｔ２５０－１５０－Ｓ２的整体变形比Ｔ２５０－１５０－Ｓ１较小，比未加劲节点大，主管壁厚为８ｍｍ，支管壁厚为６ｍｍ。３个试件分别为未加劲试件、小开局部变形则比未加劲节

6、点较差，比Ｔ２５０－１５０－Ｓ１明显，这些都是因为孔内加劲板加劲试件、大开孔内加劲板加劲试件。所有试件均采用加劲板改变了主管的轴向刚度。而底部产生凹曲则是因为构件整体向Ｑ２３５Ｂ钢材。上变形迫使两加劲板之间的净距减小。同时，加劲板开孔上部转角处２．１Ｔ２５０－１５０试验现象和数值模拟现象的对比应力集中严重，说明与上翼缘连接的加劲板以此处为矩心上下转动，而试验开始前首先进行１０ｋＮ荷载预加载，然后采用荷载控制，共分Ｔ２５０－１５０－Ｓ１加劲板在１Δｙ循环时没有出现类似的情况，对比可知五级荷载：±３０ｋＮ、±

7、６０ｋＮ、±９０ｋＮ、±１００ｋＮ、±１１０ｋＮ。每级荷载控Ｔ２５０－１５０－Ｓ２的加劲板开孔过大使自身在平面内刚度不足。制循环一次，荷载控制结束后，屈服位移Δｙ为１４２０２ｍｍ。随后进入加载２Δｙ循环受压时，主支管交界处凹陷明显，整体变形与１Δｙ相位移控制加载。数值模拟构件的屈服位移为１５１ｍｍ，屈服荷载为比没有明显变化，与上翼缘连接的加劲板向下弯曲加大。局部凹陷明１１８ｋＮ，与试验所得的屈服位移相差５％、屈服荷载相差７２％。ＡＮＳＹＳ显的主要原因为加劲板开孔过大。支管与主管上翼缘交界的边界线在数

8、值模拟采用的是理想弹塑性本构关系，且未考虑材料的损伤，因此，开孔转角处以内，在支管承受压力时，与上翼缘连接的加劲板可简单的结构在弹性阶段的计算误差并不显著，与试验结果相差不到１０％，但看成悬臂梁，所以容易围绕开孔转角处转动。支管受拉时，主管上翼缘是当试件进入弹塑性阶段，差值逐渐增大。向上突起，主支管交界处焊缝角部出现轻微的开裂，整体变形加大。１Δｙ进行第二次循环过程中，支管受压时，主管壁出现轻微的鼓支管承受３Δｙ的轴向压力时，