X形方圆钢管相贯节点超低周疲劳断裂试验研究

为研究焊缝类型和内加肋板对钢管相贯节点超低周疲劳性能的影响,开展了3个X形方圆钢管相贯节点的超低周疲劳试验,研究了节点的破坏形态,分析了节点处的应变分布规律,得到了节点的疲劳寿命。试验结果表明:3个X形方圆钢管相贯节点的裂纹均起始于节点的鞍点位置,角焊缝和熔透焊缝X形方圆钢管焊接相贯节点均呈现出冲切破坏特征,并且焊缝形式未对节点的变形能力和疲劳寿命产生明显的影响。主管采用的内加劲肋的节点呈现出拉伸断裂破坏特征,其变形能力较差,并且断裂破坏前没有明显的表面裂纹,断裂突然发生,因此在较高烈度的地震设防区,从节点的抗断裂性能和变形能力考虑,在工程设计中,不建议采用主管内加劲肋来提高节点的承载能力。

方支管-H型钢主管T型节点轴压性能数值分析

为研究方支管-H型钢主管平面T型节点的轴压性能,利用有限元软件ABAQUS,对方支管-H型钢主管平面T型节点进行模拟计算,以得到破坏模式和极限承载力.试验结果表明,破坏模式为支管根部屈曲破坏,极限承载力为242 kN,模拟结果和试验结果误差10.5%,有限元能够较好地模拟实验节点,工程中应适当增加支管壁厚以避免支管过快发生屈曲破坏.

基于全屈服线模型的X形方钢管节点抗弯承载力计算式

X形方钢管相贯节点在土木工程、海洋工程中有广泛的运用,但当前规范公式(基于简单屈服线模型)仅考虑主管表面贡献而低估了节点抗弯承载力。对X形方钢管相贯节点进行平面内受弯加载试验,根据节点变形特征提出用于节点平面内抗弯承载力计算的全屈服线模型,该模型考虑节点域主管所有管壁(表面和侧壁)的承载贡献、且能反映支主管斜交的影响。研究结果表明:X形节点试件的破坏模式为节点域主管管壁塑性软化后的撕裂破坏;根据试验和有限元参数化分析计算结果,基于全屈服线推导建立的理论计算式比规范公式能更好地预测节点实际抗弯承载力,理论计算式仅略微高估节点抗弯承载力(高10%)。

国家体育场焊接方管桁架双弦杆KK型节点试验研究

正在建设的国家体育场两两斜交的主桁架构成了许多双弦杆焊接方管KK型节点,该节点连接焊缝密集,构造极其复杂。本文对这种在管结构中较为独特的节点进行了1∶4的缩尺模型承载力试验研究,详细介绍了节点的试验方法和结果,讨论了节点的受力性能、破坏模式以及节点内部加劲肋的作用。研究表明该节点的构造措施较完善可靠,节点具有较高的承载力。节点的薄弱部位处在受压腹杆端部,发生局部屈曲。弦杆内部纵横向加劲肋的设置有效地增强了节点强度和刚度。腹杆端部的局部放大改善了腹杆向弦杆的传力,降低了应力集中。

主方支圆钢管轻骨料混凝土K型节点承载力

为研究主方支圆高强钢管轻骨料混凝土有间隙K型节点的承载力,对支管间设置加劲板的节点和基本型节点进行了主管轴压静力加载试验,考察了加劲板和支主管偏心距对节点破坏模式和承载力等受力性能的影响.试验结果表明:与受拉支管相连的主管鼓起、支主管焊缝开裂、支管根部屈曲、加劲板焊缝开裂和加劲板屈曲是该类节点的典型破坏模式;受压支管和主管受压区内轻骨料混凝土未发生明显破坏,受拉支管和主管受拉区内轻骨料混凝土发生轻微破碎;加劲节点的屈服承载力和极限承载力较基本型节点分别提高43.4%~69.6%和25.9%~43.1%.基于有间隙K型节点试验破坏模式,推导了考虑加劲板应力传递效应和轻骨料混凝土约束效应的与受拉支管相连的主管凸曲承载力计算式和支主管焊缝开裂承载力计算式.