垫板加强圆管K形搭接节点滞回性能试验研究

为探究主管局部加垫板的加强方式对圆管K形搭接节点滞回性能的影响,制作了1个未加强节点和4个垫板加强节点,并对其进行拟静力试验,得到了各节点试件的破坏模式、滞回曲线及骨架曲线,量化评价了节点的承载力、延性和耗能能力,并分析了垫板参数对节点滞回性能的影响。结果表明:未加强节点的破坏模式为主管表面塑性破坏,伴随支管趾部屈曲;垫板加强节点破坏模式为搭接支管屈曲破坏,而主管无明显变形。主管局部加垫板有效地改善了节点力学性能,提高了节点承载力,延缓了主管的塑性变形,避免了在支主管相贯区域主管壁应力集中的问题。垫板厚度和宽度对节点承载力均有一定的影响,当垫板宽度为450mm、厚度为5mm时,节点承载力达到最大416.5kN。利用ANSYS软件对节点试件进行模拟,模拟结果与试验结果整体吻合较好。

中空夹层钢管混凝土-钢管K形搭接节点抗震性能试验研究

主管为中空夹层钢管混凝土,支管为空钢管的K形搭接节点,按主圆支圆和主方支圆两种形式加工制作了4个节点,对节点两个支管通过同步往复加载,研究主管通过夹层混凝土加强的K形节点破坏模式、承载力、耗能性能等。分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性系数、能量耗散系数等抗震性能指标。结果表明:未加强节点的破坏模式为主管表面塑性破坏,主管夹层灌混凝土的加强节点为支管拉裂破坏;主管夹层灌混凝土提高了节点的刚度和承载力,对于方管尤为显著,但对节点的延性影响不大;相比主圆支圆的未加强试件,夹层灌普通混凝土和粉煤灰混凝土的试件承载力分别提高了43.7%和52.1%,节点累积耗能分别提高了57.6%和64.0%;相比主方支圆未加强试件,夹层灌普通混凝土和粉煤灰混凝土的试件承载力分别提高了66.7%和64.7%,节点累积耗能分别提高了39.8%和21.7%,但主管夹层灌普通混凝土和灌粉煤灰混凝土对节点的加强效果区别不大。利用ANSYS软件对试验试件进行有限元分析,分析结果与试验结果吻合良好,并选用主管空心率、支主管直径比及支管径厚比进行参数分析。分析表明:随主管空心率的增大,节点耗能能力和承载力有所减小;随支主管直径比的增大,节点滞回曲线趋于饱满,耗能能力和承载力提高;随支管径厚比的增加,节点的滞回曲线的饱满度降低,节点承载力和耗能能力均呈下降趋势。