X型方钢管节点平面内受弯性能研究

为考察X型方钢管节点在平面内弯矩作用下的静力性能,通过ABAQUS进行建模及非线性有限元计算,结合验证性试验,对节点的破坏模式、应变强度发展过程、极限承载力进行研究,并讨论轴力和平面内弯矩联合作用对节点极限承载力的影响.结果表明:节点在平面内弯矩作用下,发生弦杆受拉侧鼓凸,受压侧凹陷,腹杆受拉侧焊缝被拉开;节点弦杆最先进入塑性,最终由于塑性变形过大而导致试件破坏;试件极限承载力随着β值的增大而增大;在轴力和平面内弯矩联合作用下,节点的受弯极限承载下降.

十字形与T形圆钢管节点平面内受弯抗震性能对比

规范认为T形和十字形圆钢管节点的平面内抗弯承载力相同,但两类节点的受力特性不同。为了全面对比T形节点和十字形节点的平面内受弯性能,进行了6个节点(4个十字形和2个T形)平面内往复弯矩加载试验,并进行了受力机理分析和有限元分析,其中十字形节点进行了两侧支管同向受弯、反向受弯两种加载模式。结果表明:所有节点均为节点域主管管壁延性撕裂破坏,表现出较好的抗震性能;增加支主管直径比β能明显提高节点的抗弯承载力、延性、耗能能力;T形节点的抗弯承载力高于十字形节点,但延性不如十字形节点,T形节点的耗能能力介于十字形节点在两种加载模式下的耗能能力之间;对比反向受弯加载,同向受弯加载对β较小(接近及小于0.7)十字形节点的性能(耗能、延性和承载力)不利,但对β较大(接近及大于0.9)十字形节点的性能有利。

超高压变电构架钢管混凝土Y型相贯节点平面内受弯性能研究

以国内首例采用钢管混凝土的750 kV超高压变电构架工程为背景,设计了3个1∶2缩尺、主管灌注混凝土的Y型相贯节点试件,其中包括2个采用不同加强方式(即瓦形板、外套筒加强)和1个作为对比的无加强节点试件,并对其进行了平面内受弯性能试验。试验结果表明:相比无加强节点,采用的2种加强节点的最终破坏形态均为支管失效破坏,均符合"强柱弱梁"的设计原则;节点的转动刚度和受弯承载力均显著提高,平面内转动刚度均可达到欧洲规范规定的刚性节点要求,且平面内受弯承载力基本可以达到支管全截面塑性时的弯矩值。此外,对节点的有限元分析表明:主管轴压比、瓦形板长度和宽度对节点刚度和承载力影响较小,而瓦形板厚度对此影响较为显著。

槽钢连接的装配式矩形钢管柱-H型钢梁节点平面内受弯性能分析

为研究由槽钢翻转连接的矩形钢管柱-H型钢梁装配式节点的受弯性能,对4种不同槽钢构造的节点进行了有限元分析。首先建立竖向翻转槽钢连接节点的有限元模型,并用试验结果验证了模型的可靠性;然后改变槽钢布置方向及加劲肋位置,对比了各节点的破坏模式、弯矩转角曲线、受弯承载力及初始刚度,分析了槽钢连接节点的受弯机理。结果表明:竖向及横向翻转槽钢可较好保护柱翼缘,节点的破坏均由槽钢及梁端板的强度控制,柱翼缘应力水平较低;当槽钢型号相同时,空腹槽钢竖放节点的受弯承载力高于空腹槽钢横放节点,在横放槽钢内焊接加劲肋可显著提高节点受弯承载力,在横放槽钢间焊接加劲肋则对节点受弯承载力无影响。进一步的机理分析表明,横放槽钢内焊接加劲肋使槽钢腹板的约束条件由两对边约束变为三边约束,增加了槽钢刚度,进而提高节点承载力。本研究可为槽钢连接梁柱节点的深入研究提供参考。

X形圆钢管节点平面内受弯滞回性能试验研究

为了研究X形圆钢管节点平面内受弯滞回性能,进行了两个节点在往复平面内弯矩作用下的试验研究.结果表明:两个节点的破坏模式均为相贯线附近焊缝热影响区的主管管壁开裂,开裂前主管管壁经历显著的塑性发展;节点表现出良好的滞回性能;主管管壁塑性变形和开裂后的裂纹扩散成为节点的主要耗能模式,尽管支管根部的塑性变形对耗能也有贡献.对比支主管正交节点(支主管夹角90°),支主管斜交节点(支主管夹角非90°)具有更高的抗弯承载力,并且具有更好的延性和耗能能力.当支主管斜交且夹角较大(大于70°)时,夹角正弦的倒数能较好地反映了支主管斜交对节点承载力的有利影响.