箱型柱-h型钢梁新型节点低周循环加载试验探究

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1、箱型柱-H型钢梁新型节点低周循环加载试验探究　　摘要：为研究梁翼缘开长槽孔及对接焊缝扩大头构造对箱型柱-H型钢梁节点破坏模式的影响，对6个箱型柱-H型钢梁节点（1个常规节点和5个新型节点）进行了低周往复循环荷载试验。试验结果表明：按现行规范设计的箱型柱-H型钢梁常规节点在梁翼缘对接焊缝处脆断，常规节点的塑性转角不能满足FEMA临时指南的要求。梁翼缘开长槽孔及对接焊缝扩大头构造，显著减缓了箱型柱-H型钢梁节点梁翼缘对接焊缝的应力集中程度。新型节点在梁长槽孔截面形成塑性铰，塑性转角可达0.03rad，承载力较常规节点下降15%以内。新型节点破坏时，梁翼缘对接焊缝保持完好。最后给出了梁翼缘长槽孔及对

2、接焊缝扩大头型箱型柱-H型钢梁节点构造设计建议。关键词：箱型柱-H型钢梁节点；低周循环加载试验；长槽孔；对接焊缝扩大头；塑性转角；承载力Abstract:InordertostudytheeffectofslotholesandhorizontalhaunchatbeamflangesonfailuremodeofjointsofH-stylesteelbeam-squaresteeltubularcolumn,low-cyclereversedloadingtestswereperformedonsixjointsincludingone10conventionaljointandfiven

3、ewstylejoints.TheexperimentalresultsindicatethattheconventionaljointofH-stylesteelbeam-squaresteeltubularcolumnbrittlefracturesatbeamflangesbuttweldandtheplasticrotationdoesnotmeetwiththerequirementoftheFEMAinterimguidelines.ThestressconcentrationatbeamflangebuttweldofthejointsofH-stylesteelbeam-squ

4、aresteeltubularcolumnismarkedlymitigatedbymeansofslotholesandhorizontalhaunchatbeamflanges.ForthenewstylejointsofH-stylesteelbeam-squaresteeltubularcolumnwithproperslotholesandhorizontalhaunchatbeamflanges,aplastichingeformedatthereducedbeamsection,theplasticrotationreaches0.03radandmeetwiththerequi

5、rementoftheFEMAinterimguidelines,andtheloadingcapacitydecreasewithin15%comparedwiththatoftheconventionaljoint.Atlast,designsuggestionsaregivenforthenewstylejointsofH-stylesteelbeam-squaresteeltubularcolumnwithproperslotholesandhorizontalhaunchatbeamflanges.10Keywords:jointsofH-stylesteelbeam-squares

6、teeltubularcolumn,low-cyclereversedloadingtests,slothole,beam-endhorizontalhaunch,plasticrotation,loadingcapacity中图分类号：U445.47+2文献标识码：A文章编号：0前言在美国Northridge地震、日本Kobe地震和中国台湾921大地震中，按规范设计的钢框架梁柱刚性连接发生了大量脆断[1~2]，工程界对钢框架H型钢柱-H型钢梁节点进行了大量的试验和理论研究[3~6]，但对箱型柱-H型钢梁节点研究较少。众所周知，梁翼缘对接焊缝处几何突变导致的应力集中是诱发节点对接焊缝脆断的主因

7、。为减缓对接焊缝沿梁翼缘宽度方向的几何突变，遵循“强柱弱梁、强节点弱杆件”的原则，本文设计了梁翼缘开长槽孔和对接焊缝扩大型箱型柱-H型钢梁节点，进行了低周循环加载试验，研究了梁翼缘长槽孔和对接焊缝扩大头构造对箱型柱-H型钢梁节点破坏模式的影响。1试验概况1.1新型节点设计10以某高层钢框架边柱节点为原型，按1/2缩尺比例，并调整各板件尺寸以满足现行规范的要求，设计了箱型柱-H型钢梁常规节点BASE