声发射技术在GFRP胶栓混接节点试验中的应用研究

为研究声发射技术在GFRP胶栓混接节点试验测试中的适用性,开展了拉伸和剪切两种工况下的单搭接板节点静力破坏试验,并对声发射特征参数进行了分析。研究表明:声发射特征能很好地反映GFRP胶栓混接节点的破坏规律,识别出节点的破坏过程分为胶层损伤平稳发展、胶层损伤快速发展、FRP损伤平稳发展、FRP损伤快速发展四个阶段,且声发射结果与荷载-位移曲线的变化规律相吻合,但难以实现对GFRP板件内部破坏区域的定位。成果可为声发射技术在类似结构试验中的应用提供参考。

不锈钢结构梁柱栓焊混接节点研究进展

不锈钢结构具有造型美观、耐腐蚀性好、易于维护和全寿命周期成本低等优点,使其在建筑结构中具有广阔的适用性。本文列举了不锈钢结构的典型工程实例,整理并总结了不锈钢结构梁柱栓焊混接节点的常用类型及其特点,阐述了国内外栓焊混接节点的研究进展,并提出了现有研究的不足和未来可发展的方向,从而为不锈钢结构栓焊混接节点的理论研究和工程实践提供借鉴。

FRP胶栓混接节点疲劳性能试验研究

FRP胶栓混接节点兼具胶接节点和栓接节点的优点,静力性能优良,但疲劳破坏机理尚不明确;为了深入研究FRP胶栓混接节点在多种工况下的疲劳性能,文中设计制作了单搭接FRP胶栓混接节点试件。首先进行轴向拉伸及四边剪切作用下的静载试验,得到了相应的破坏模态和极限承载力;随后开展两种工况下的高周疲劳荷载试验,采用声发射技术测得了胶层的疲劳损伤发展过程,得到了试件的疲劳破坏模式、特征疲劳寿命以及刚度退化规律,并提出了疲劳寿命预测方法建议。结果表明:FRP胶栓混接节点的抗疲劳性能主要由栓接控制,其疲劳破坏过程可分为胶层累积损伤、胶层破坏、FRP累积损伤、FRP破坏4个阶段,其中胶层破坏阶段和FRP破坏阶段的声发射特征参数发生显著变化,可作为识别破坏发生的依据;当螺栓数量较少时两种工况下的试件均发生螺帽挤入FRP板的破坏,当螺栓数量较多时拉伸试件以FRP板孔边拉剪破坏为主,剪切试件以FRP板整体剪切破坏为主;螺栓数量增加能够显著提升拉伸试件的特征疲劳寿命,并有效抑制疲劳破坏过程中的刚度下降速度,但剪切试件的疲劳性能对螺栓数量不敏感;基于试验数据拟合得到的不同工况下的S-N曲线公式可为FRP胶栓混接节点疲劳寿命计算提供参考,有助于此类节点在桥梁等主要承受反复荷载作用结构中的应用。

栓焊混接梁柱刚性节点加固的设计与分析

在美国北岭地震和日本阪神地震中,很多钢结构框架的梁柱栓焊混接节点都发生了不同程度的破坏;震后国外对受损节点的修复和加固进行了深入研究,而我国在这方面的研究还相对滞后。本文简要介绍了栓焊混接梁柱刚性节点破坏的主要原因和现在国外常用的加固方法;并根据国外的试验结果,通过一个算例分析,比较了国内外规范和加固前后设计计算栓焊混接节点的不同之处。计算结果显示,对节点的适当加固能够有效地提高节点的抗震性能,有限元计算结果证实了这一点。

复合材料胶栓混接节点疲劳性能试验研究

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强,耐腐蚀及良好的绝缘性能,在电力行业的应用前景非常广阔。在复合材料胶栓混合连接节点静力拉、压性能研究的基础上,通过对节点足尺疲劳试验,分析不同应力幅和加载工况下连接节点的疲劳寿命及破坏模式,揭示等幅循环荷载作用下胶接处裂缝的产生、发展全过程,给出结构承载力退化指标。结果表明:试件均在复合杆与钢套管胶接端部被拉脱,属典型脆性破坏;节点处抗剪承载力偏低,与理论计算值出入较大;在拉压工况下试件经历200万次循环后承载力仅降低6.8%,表明胶接节点具有良好减振和抗疲劳性能。

复合材料胶栓混合连接机理的试验研究

拉挤成型纤维复合材料在土木工程中应用广泛,复合材料的连接问题是其结构设计的关键问题之一。目前复合材料的连接方式主要有胶接、螺栓连接和胶栓混接三种,本文通过试验研究针对FRP的不同连接方式进行对比分析,研究表明胶栓混合连接综合了胶接和螺栓连接的优点,具有刚度大、延性好、应力分配合理等特点。该文还针对胶栓混合连接节点,详细分析了端距、螺栓个数、搭接长度和螺栓直径等主要因素对其破坏模式、承载力的影响,从而为FRP节点设计提供参考。