垫板加强N形圆钢管相贯节点静力性能试验

对于圆钢管构件,由于空心薄壁的特点,管件在径向的刚度通常要远远小于其轴向刚度。焊接相贯圆钢管节点中,支管主要承受轴向荷载,从而导致主管要承受径向作用力。此外,节点部位由于曲率不连续而带来很大的应力集中现象。这些原因造成管节点最常见的破坏方式是主管表面靠近焊接部位的局部屈曲或屈服破坏。为了提高管节点的承载能力,通过在主管表面焊接环口板的方式来提高主管在节点部位的径向刚度,进而提高管节点的静力强度。通过对3个t型圆钢管节点试件以及3个采用环口板加固的t型圆钢管节点试件在轴压作用下静力承载力的试验测试,验证了环口板对提高管节点静力强度的效果。试验测试结果表明:由于环口板增加了主管在焊接部位的刚度,从而改变了管节点的破坏方式,将未加固节点在焊缝周围的破坏转移到环口板周围的破坏,可以有效地提高管节点的承载能力。

φ300.x20. 直径d：300.mm壁厚t：20.mm材质： φ200.x14. 直径d1：200.mm壁厚t1：14.mm材质： φ220.x14. 直径d2：220.mm壁厚t2：14.mm材质： 夹角θ1：50度夹角θ2：50度 偏心e：20mm间隙a：62mm 2 16mm16 -400kn-79 -200kn300 二.主、支管的截面特性 主钢管：面积a：17593mm2惯性矩ix：1.7e+08 支钢管1：面积a1：8181mm2惯性矩i1x：3.6e+07 支钢管2：面积a2：9060mm2惯性矩i2x：4.8e+07 三.节点构造要求验算 62mm>=28.0ok! 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 0.7

对支管受轴向压力作用的垫板加强y型圆钢管节点进行了非线性有限元分析,研究了几何参数对加强型节点受压极限承载力的影响。分析表明,设置适当尺寸的垫板能够增强y型圆钢管相贯节点承受荷载和抵抗变形的能力。用多元线性回归法求出垫板加强y型圆钢管节点受压极限承载力提高系数φp的回归方程,从而提出了垫板加强y型圆钢管节点受压极限承载力的建议公式。

为了研究环口板加固对t型圆钢管节点滞回性能的影响,运用有限元方法对环口板加固t型圆钢管节点进行了滞回性能的参数分析。参数包括支管直径与主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚的比γ,环口板厚度与主管管壁厚之比τc和环口板长度与支管直径之比lc/d1。有限元分析结果表明:环口板加固t型圆钢管节点的滞回性能相对于未加固节点得到了很大的改善。参数β和γ对节点的滞回性能有显著影响。为了改善节点的滞回性能,建议环口板的厚度不宜超过主管厚度的1.5倍,环口板的长度不宜超过支管直径的2倍。

节点的耗能机制影响其耗能能力,对结构整体的抗震性能影响显著。通过对5个圆钢管混凝土t形相贯节点和1个对比用圆钢管t形相贯节点的轴向往复荷载试验,观察其破坏模式,分析节点轴向荷载-支管加载端轴向位移曲线。结果表明:圆钢管混凝土t形相贯节点的破坏模式有主管受弯破坏、支管屈服破坏、支管屈曲破坏和焊缝破坏;轴向荷载作用下圆钢管混凝土t形相贯节点的合理耗能机制是支管屈曲或屈服耗能。在抗震设防区应通过合理的设计使节点的破坏模式为支管屈服或屈曲破坏。

对两个不同焊接方式的空间ktt型圆管搭接节点进行了静力试验,一个节点是所有腹杆沿节点相贯线全周焊接,另一个节点是被搭接的腹杆沿相贯线的部分周长焊接。综合比较了两种节点在破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、mises应力分布和节点承载力等方面的差异。研究结果显示不同的焊接方式没有引起节点承载力的显著差别,但引起节点破坏模式的不同。这初步表明对非直接承受动力荷载的圆管搭接节点,被搭接的腹杆可考虑采用部分周焊。

对中国、美国和欧盟钢管节点设计规范做了深入研究,从节点分类、破坏模式和极限承载力方面进行了详细的分析比较,并结合工程实例给出了设计建议:增大壁厚是提高节点承载力的最有效的方法之一,增大支管与主管管直径的比值可提高节点承载力。

对t型钢管混凝土相贯节点进行了低周往复荷载的试验研究,加载方式为对主管施加固定轴向荷载,对支管施加循环轴向荷载。试验对象包括4个钢管混凝土相贯节点和1个钢管相贯节点。通过试验得到了节点沿着焊缝处应力分布情况和极值应力点的位置,以及试验节点的破坏模式、耗能能力、刚度和极限承载能力。结果表明,主管中灌入混凝土改变了节点的破坏模式;钢管混凝土节点的应力集中系数要小于钢管节点;钢管内灌入混凝土有效提高了节点的极限承载能力和抗侧移刚度,但节点的滞回性能有所降低。

文章主要对k型方圆管相贯节点采用垫板加强后的极限承载力进行非线性有限元分析,通过改变垫板的几何参数,利用ansys软件对节点进行有限元分析,得到k型方圆管相贯节点各参数下的极限承载力。通过不同参数下的极限承载力大小比较,分析各参数对节点极限承载力的影响程度和原因。

由于焊接钢管结构在焊缝处的刚度具有不连续性,因此,该部位存在很高的应力集中现象。局部高应力的存在,使节点在长期循环荷载的作用下,会产生微小的疲劳裂纹,而疲劳裂纹的扩展最终会导致整个节点的疲劳破坏。在研究管节点疲劳破坏时,主要通过热点应力幅(s-n曲线方法)确定其疲劳寿命。在计算焊缝处的热点应力幅大小时,经常用到焊缝周围的应力集中系数。本文对4个环口板加固t型圆钢管节点试件以及相应的4个未加固试件的应力集中系数进行了试验研究。通过试验测试和结果分析,得到了轴向荷载下环口板加固试件及未加固试件沿焊缝的应力集中系数分布,通过比较发现,环口板加固后的t节点试件的应力集中系数相对于未加固试件有明显减小,说明这种加固措施可以提高管节点的疲劳寿命。

圆钢管混凝土短柱受压力学性能的试验研究——通过对9根圆钢管混凝土短柱试件的试验，首先对其破坏现象及机理进行分析；然后分别探讨混凝土强度、长细比、偏心率三个因素对该类构件力学性能的影响规律，指出偏心率是影响该类构件力学性能的主要因素，短柱范畴内...

表1试验构件尺寸 直径d/mm 201.3 200.9 200.3 199.8 198.9 类型 空钢管 钢管混凝土 构件 hc-200-2.0a hc-200-2.0b c-200-2.0a c-200-2.0b c-200-3.0 长度l/mm 400.0 397.5 401.0 400.0 398.0 厚度t/mm 1.98 2.00 1.99 2.00 2.98 混凝土 concrete 金伟良，张翔，陈驹 （浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058） abstract:aseriesofstubcolumntestswereperformedonthin-walledcircleconcrete-filledtubes.thetestspecimensincludeshollowsteel tubesandc

薄壁圆钢管混凝土轴压试验研究——对于薄壁圆钢管混凝土短柱进行了轴压试验研究，试验构件为空钢管以及相同尺寸的钢管混凝土，记录分析了构件的试验现象、破坏形式、荷载一位移曲线。对所用自密实混凝土和耐候钢做材性试验。结果显示：未经振捣的自密实混凝土能...

对于薄壁圆钢管混凝土短柱进行了轴压试验研究,试验构件为空钢管以及相同尺寸的钢管混凝土,记录分析了构件的试验现象、破坏形式、荷载-位移曲线。对所用自密实混凝土和耐候钢做材性试验。结果显示:未经振捣的自密实混凝土能很好的填充钢管并具有足够的强度,薄壁钢管混凝土破坏时钢管有明显的局部屈曲。并将试验结果与计算的承载力进行了比较。

对8个圆钢管橡胶混凝土轴心受压短柱进行试验研究,探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对圆钢管橡胶混凝土承载力的影响。采用有关设计规程包括:美国aci(2005)和aisc(2005)、日本aij(2008)、英国bs5400(2005)、欧洲ec4(2004)及中国dl/t5085—1999(1999)、db21/t1746—2009(2009)等对圆钢管橡胶混凝土的承载力进行计算。结果表明:随着橡胶粉取代率的增加和橡胶粉粒径的增大,圆钢管橡胶混凝土的承载力、刚度均有下降的趋势;上述各设计规程均能较好地计算圆钢管橡胶混凝土短柱的承载力,且计算结果偏于安全,其中,dl/t5085—1999与圆钢管橡胶混凝土短柱试验结果最为吻合。

推导了考虑焊缝尺寸情况下圆钢管x型节点环向模型的强度公式,通过有限元软件ansys模拟分析了相贯节点的受力情况,并对焊接过程中出现焊瘤缺陷的情况提出建议。

φ300.x20. 直径d：300.mm壁厚t：20.mm材质： φ200.x14. 直径d1：200.mm壁厚t1：14.mm材质： 夹角θ1：50度 偏心e：20mm 2 16mm -400kn-79 -200kn 二.主、支管的截面特性 主钢管：面积a：17593mm2惯性矩ix：1.7e+08 支钢管1：面积a1：8181mm2惯性矩i1x：3.6e+07 三.节点构造要求验算 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 7.530~150ok! 1、主管材料强度： 主管径厚比λ=d/(2t)： 支管1径厚比λ1=d1/t1： 支1主管厚比τ1=t1/

进行了3个剪跨比为1.5的圆钢管约束钢筋混凝土短柱和1个钢筋混凝土对比试件的拟静力试验研究,试验中的主要参数为轴压比(0.35,0.45和0.55)。试验结果表明:钢筋混凝土短柱的破坏模式为剪切破坏,延性和变形能力很差;圆钢管约束钢筋混凝土短柱的破坏模式为弯曲破坏,延性和变形能力优越。外包钢管对核心混凝土的约束作用限制了核心混凝土的受剪开裂,改变了钢筋混凝土短柱的破坏模式,显著提高了钢筋混凝土短柱的受剪承载力、延性、变形能力和耗能性能。随轴压比的提高,圆钢管约束钢筋混凝土短柱的水平承载力提高,延性系数降低,但轴压比对圆钢管约束钢筋混凝土短柱的极限变形能力无明显影响。对钢管的弹塑性应力分析结果表明:水平荷载施加过程中,钢管并未受剪屈服。根据试验结果建立了圆钢管约束钢筋混凝土短柱的荷载-位移恢复力模型,提出了设计建议,可为工程实践提供参考。

文章对3个圆钢管和3个方钢管再生混凝土柱在定常轴力作用下进行了水平低周反复荷载试验，试验主要考虑再生骨料替代率、轴压比和钢管壁厚3个参数变化对柱抗震性能的影响。试验结果分析表明，随着再生骨料取代率的增大，钢管再生混凝土柱的水平承载力有所降低，延性和耗能能力略有下降；钢管壁越厚，水平承载力越大，延性和耗能能力也越高；随着轴压比的增大，水平承载力有所提高，延性和耗能能力降低。试验表明方、圆钢管再生混凝土柱都具有良好的抗震性能，对比分析发现，在截面面积和用钢量相近情况下，方钢管柱的水平承载力和刚度比圆钢管柱有较大提高，延性降低。

cfrp环向约束圆钢管混凝土扭转性能试验——目的了解cfrp环向约束圆钢管混凝土的扭转性能，给出其抗扭极限承载力的表达式．方法对4个cfrp环向约束圆钢管混凝土进行了扭转性能试验研究，用当量化法给出其抗扭极限承载力的表达式．结果试件的破坏属于强度破坏；在...

通过对3根不同偏心率的圆钢管混凝土的受压试验,从组合材料的泊松比出发,分别从不同角度深入地分析了此类构件中钢管对核心混凝土的约束作用。钢管的约束作用主要取决于组合材料的泊松比大小及发生约束效应的区域大小。

以法兰板形状(圆板、环板)、法兰板厚度、螺栓至管壁距离、螺栓个数及强度等级、螺栓有无预拉力等为参数,针对圆钢管有、无加劲肋法兰连接,共进行了13个法兰连接节点轴向拉伸试验,得到了节点破坏形式及承载力。研究表明:法兰连接节点承载力与法兰板厚度、螺栓边距、螺栓个数及强度等级、法兰板形状等有关,预拉力对节点承载力影响较小。