方钢管覆板加强T型节点的受压承载机理

为探讨方钢管覆板加强节点的轴向受压承载机理,对表面覆板加强节点进行静力加载试验,分析了节点的破坏形态和荷载-变形曲线;建立了覆板加强节点的有限元模型并进行有限元参数分析,揭示了覆板对节点的加强机理;文中还采用塑性铰线法建立了覆板加强节点的承载力设计公式,并提出了覆板加强的设计建议.结果表明:增加覆板厚度能显著提高节点的抗压承载力,覆板宽度和长度对节点承载力的影响不明显;覆板尺寸相同时,支管-主管宽度比(β)越小,则覆板的加强比越高;覆板对节点的加强机理为覆板与主管表面共同屈服,但当β≥0.8或覆板厚度较大时,加强节点容易发生主管侧壁屈曲,造成覆板屈服不能完全发展;文中公式计算结果与试验及参数分析结果吻合较好.

方钢管覆板及竖向插板加强T形节点受压静力试验

为分析方钢管加强节点的轴压承载能力和破坏模式,对支管与主管宽度比β=0.4和β=0.8的两组覆板加强节点、竖向插板加强节点进行轴向静力加载试验。分析了节点破坏模式、荷载-位移曲线、主管变形及应变,以及加强节点的受压承载机理。结果表明:在支管轴向压力作用下,未加强及加强节点的变形能力都较好,试件在破坏前有充分的塑性发展;覆板及插板加强节点的受压承载能力较对应的未加强试件有显著提高,当β=0.4时加强节点的破坏模式与未加强节点一致,当β=0.8时存在节点过度加强问题,引起支管先于节点破坏;相同β下,覆板加强节点的受压承载力高于竖向插板加强节点;在主管表面屈服破坏控制的情况下,覆板加强节点的承载机理为覆板与主管上翼缘共同屈服,竖向插板加强节点的承载机理为插板扩大了主管上、下翼缘的屈服范围。

覆板加强的方钢管T形节点轴向滞回性能试验研究

为研究采用覆板加强的冷弯方钢管T形节点的轴向滞回性能,对2组支管与主管的截面宽度比β分别为0.4和0.8的方钢管直接焊接节点和采用覆板加强的方钢管T形节点进行了轴向往复加载试验。详细介绍了试验节点的设计、试验过程及破坏形态,并对节点试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能和延性等性能进行了分析。试验中,试验节点经历了主管屈服、初始开裂、裂纹闭合、裂缝扩展、裂缝贯通五个主要阶段,但各试件的开裂位置并不相同。加强覆板阻止了裂缝向主管管壁发展,有效避免了主管管壁的撕裂破坏,使开裂后支管的受压荷载继续上升,因而节点开裂后受拉能力较未加强节点的好。支管与主管截面宽度比越小,试件的耗能能力和延性越好。但覆板加强处理降低了试件的耗能能力,且支管与主管宽度比越小其耗能能力的降低越明显。受拉裂缝会降低试件的延性,故轴拉循环的延性较对应的轴压循环的差。在β=0.8时,覆板加强对试件的抗震延性有所改善,但β=0.4时加强节点试件的位移延性系数低于未加强节点。覆板加强节点在支管轴向往复荷载作用下的拉压不均衡问题应引起重视。

方钢管覆板及插板加强T型节点弯曲滞回性能研究

采用试验测试及有限元模拟的方法,研究了方钢管覆板加强和插板加强T型节点的弯曲滞回性能及其影响因素,分析了节点的破坏形态、承载力、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力以及延性等.试验表明:在支管平面内往复弯矩作用下,覆板加强节点、插板加强节点及未加强节点均经历了初始开裂、裂纹闭合、裂纹扩展及裂缝贯通4个阶段,且初始裂缝均在支管根部转角处;覆板及插板加强节点抗弯承载力明显高于对应未加强节点,但均低于等宽未加强节点;覆板加强使节点累积能量耗散和延性比未加强节点分别降低39.5%和36.8%;而插板加强则分别提高19.2%和8.0%.参数分析表明:覆板厚度及屈服强度对覆板加强节点滞回性能及耗能能力影响较大,覆板长度影响很小.插板加强节点受弯滞回性能受支管控制,受主管及插板参数的影响很小,能耗系数为3.5~4.0,竖向插板比覆板更适用于有抗震设防要求的受弯节点加强.