槽型套管加强方钢管X形节点平面内受弯性能试验

槽型套管适用于在役钢管结构的节点局部加强,可有效提高节点承载力和刚度。为研究槽型套管对方钢管节点平面内受弯性能的加强效果,对5组支主管宽度比β为0.58、0.7和1.0的试件进行平面内受弯试验。试验表明槽型套管加强可以有效提升节点受弯性能,β=0.58和β=0.7时槽型套管加强节点的受弯承载力分别提高37%和163%;加强节点的刚度略低于等宽节点,但其延性更优;支主管宽度比和槽型套管厚度是影响加强节点平面内受弯性能的主要参数。槽型套管加强可有效保护节点主管,使试件失效模式由主管或焊缝破坏转移为支管破坏。进一步机理分析表明,加强套管可与主管管壁形成共同承载体,通过局部增厚作用提高节点承载力和刚度。据此对比分析了该类加强节点受弯承载力计算公式的适用性,可供设计参考。

负载下环口板焊接加固T形钢管相贯节点试验研究

负载下焊接加固将对大跨度建筑和钢桥的安全产生影响。为研究负载及焊接高温在加固过程及加固后对钢管节点的影响,完成4个焊接环口板加固T形圆钢管节点的轴压试验,实测了节点在负载焊接加固全过程的温度、位移及应变演化规律,分析焊接高温和负载对节点破坏模式、荷载-变形曲线、受压承载力等的影响。试验结果表明:主管负载受压会降低节点承载力,0.37的主管初始应力比可使节点受压承载力下降16%;焊接温度场具有局部高温和快速衰减的特征,其局部瞬时升温最高可达1808℃,并在约3.1 cm×1.7 cm的椭圆形范围内衰减至600℃,钢材的局部软化效应不明显;负载不影响焊接温度场,焊接及冷却过程中的热胀冷缩则会影响节点的应变分布和残余变形;负载及焊接高温均未改变节点的破坏模式。基于试验结果,考察了现有规范负载折减系数对于负载下焊接加固钢管节点的适用性,结果表明,GB 51367—2014《钢结构加固设计标准》中规定的负载承载力折减系数偏于安全。

钢箱模块叠合方钢管梁受弯性能试验与参数分析

为解决叠箱模块化钢结构体系模块间约束较弱的问题,提出上下模块方钢管梁叠合受力的连接方法,通过试验与有限元参数分析研究了简支叠合钢梁的受弯性能,考察了连接位置、螺栓数量、钢梁尺寸等因素的影响.试验结果表明:试验构件出现2种典型破坏模式,即钢梁屈服和连接件剪切破坏;抗剪连接可阻止上下梁间的滑移,有效提高叠合钢梁的受弯性能,强连接叠合梁抗弯承载力比无连接叠合梁提高了26.67%,初始抗弯刚度提高了70.65%.参数分析表明:随弯剪段螺栓数量增加,叠合梁的受弯性能比无连接叠合梁有明显提升;每个弯剪段连接处各设置4个直径20 mm的螺栓,且连接板长、板厚分别为240 mm,8 mm时,上下梁间有较好的协同受弯性能.叠合钢梁协同受弯机理为:叠合梁间的抗剪连接阻止了上下梁间相对滑移,对上梁产生偏心压力,对下梁产生偏心拉力.随着连接作用的增强,上下梁的中和轴均趋近叠合面,从而使上梁呈现压弯受力的特征,下梁则呈现拉弯受力的特征.