對于圓鋼管構(gòu)件,由于空心薄壁的特點(diǎn),管件在徑向的剛度通常要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其軸向剛度。焊接相貫圓鋼管節(jié)點(diǎn)中,支管主要承受軸向荷載,從而導(dǎo)致主管要承受徑向作用力。此外,節(jié)點(diǎn)部位由于曲率不連續(xù)而帶來很大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這些原因造成管節(jié)點(diǎn)最常見的破壞方式是主管表面靠近焊接部位的局部屈曲或屈服破壞。為了提高管節(jié)點(diǎn)的承載能力,通過在主管表面焊接環(huán)口板的方式來提高主管在節(jié)點(diǎn)部位的徑向剛度,進(jìn)而提高管節(jié)點(diǎn)的靜力強(qiáng)度。通過對3個(gè)t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件以及3個(gè)采用環(huán)口板加固的t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件在軸壓作用下靜力承載力的試驗(yàn)測試,驗(yàn)證了環(huán)口板對提高管節(jié)點(diǎn)靜力強(qiáng)度的效果。試驗(yàn)測試結(jié)果表明:由于環(huán)口板增加了主管在焊接部位的剛度,從而改變了管節(jié)點(diǎn)的破壞方式,將未加固節(jié)點(diǎn)在焊縫周圍的破壞轉(zhuǎn)移到環(huán)口板周圍的破壞,可以有效地提高管節(jié)點(diǎn)的承載能力。

φ300.x20. 直徑d：300.mm壁厚t：20.mm材質(zhì)： φ200.x14. 直徑d1：200.mm壁厚t1：14.mm材質(zhì)： φ220.x14. 直徑d2：220.mm壁厚t2：14.mm材質(zhì)： 夾角θ1：50度夾角θ2：50度 偏心e：20mm間隙a：62mm 2 16mm16 -400kn-79 -200kn300 二.主、支管的截面特性 主鋼管：面積a：17593mm2慣性矩ix：1.7e+08 支鋼管1：面積a1：8181mm2慣性矩i1x：3.6e+07 支鋼管2：面積a2：9060mm2慣性矩i2x：4.8e+07 三.節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求驗(yàn)算 62mm>=28.0ok! 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 0.7

對支管受軸向壓力作用的墊板加強(qiáng)y型圓鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性有限元分析,研究了幾何參數(shù)對加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)受壓極限承載力的影響。分析表明,設(shè)置適當(dāng)尺寸的墊板能夠增強(qiáng)y型圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)承受荷載和抵抗變形的能力。用多元線性回歸法求出墊板加強(qiáng)y型圓鋼管節(jié)點(diǎn)受壓極限承載力提高系數(shù)φp的回歸方程,從而提出了墊板加強(qiáng)y型圓鋼管節(jié)點(diǎn)受壓極限承載力的建議公式。

為了研究環(huán)口板加固對t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)滯回性能的影響,運(yùn)用有限元方法對環(huán)口板加固t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了滯回性能的參數(shù)分析。參數(shù)包括支管直徑與主管直徑比β,主管直徑與2倍主管壁厚的比γ,環(huán)口板厚度與主管管壁厚之比τc和環(huán)口板長度與支管直徑之比lc/d1。有限元分析結(jié)果表明:環(huán)口板加固t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)的滯回性能相對于未加固節(jié)點(diǎn)得到了很大的改善。參數(shù)β和γ對節(jié)點(diǎn)的滯回性能有顯著影響。為了改善節(jié)點(diǎn)的滯回性能,建議環(huán)口板的厚度不宜超過主管厚度的1.5倍,環(huán)口板的長度不宜超過支管直徑的2倍。

節(jié)點(diǎn)的耗能機(jī)制影響其耗能能力,對結(jié)構(gòu)整體的抗震性能影響顯著。通過對5個(gè)圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點(diǎn)和1個(gè)對比用圓鋼管t形相貫節(jié)點(diǎn)的軸向往復(fù)荷載試驗(yàn),觀察其破壞模式,分析節(jié)點(diǎn)軸向荷載-支管加載端軸向位移曲線。結(jié)果表明:圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點(diǎn)的破壞模式有主管受彎破壞、支管屈服破壞、支管屈曲破壞和焊縫破壞;軸向荷載作用下圓鋼管混凝土t形相貫節(jié)點(diǎn)的合理耗能機(jī)制是支管屈曲或屈服耗能。在抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)通過合理的設(shè)計(jì)使節(jié)點(diǎn)的破壞模式為支管屈服或屈曲破壞。

對兩個(gè)不同焊接方式的空間ktt型圓管搭接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了靜力試驗(yàn),一個(gè)節(jié)點(diǎn)是所有腹桿沿節(jié)點(diǎn)相貫線全周焊接,另一個(gè)節(jié)點(diǎn)是被搭接的腹桿沿相貫線的部分周長焊接。綜合比較了兩種節(jié)點(diǎn)在破壞模式、荷載-位移曲線、荷載-應(yīng)變曲線、mises應(yīng)力分布和節(jié)點(diǎn)承載力等方面的差異。研究結(jié)果顯示不同的焊接方式?jīng)]有引起節(jié)點(diǎn)承載力的顯著差別,但引起節(jié)點(diǎn)破壞模式的不同。這初步表明對非直接承受動(dòng)力荷載的圓管搭接節(jié)點(diǎn),被搭接的腹桿可考慮采用部分周焊。

對中國、美國和歐盟鋼管節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范做了深入研究,從節(jié)點(diǎn)分類、破壞模式和極限承載力方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析比較,并結(jié)合工程實(shí)例給出了設(shè)計(jì)建議:增大壁厚是提高節(jié)點(diǎn)承載力的最有效的方法之一,增大支管與主管管直徑的比值可提高節(jié)點(diǎn)承載力。

對t型鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周往復(fù)荷載的試驗(yàn)研究,加載方式為對主管施加固定軸向荷載,對支管施加循環(huán)軸向荷載。試驗(yàn)對象包括4個(gè)鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)和1個(gè)鋼管相貫節(jié)點(diǎn)。通過試驗(yàn)得到了節(jié)點(diǎn)沿著焊縫處應(yīng)力分布情況和極值應(yīng)力點(diǎn)的位置,以及試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的破壞模式、耗能能力、剛度和極限承載能力。結(jié)果表明,主管中灌入混凝土改變了節(jié)點(diǎn)的破壞模式;鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)要小于鋼管節(jié)點(diǎn);鋼管內(nèi)灌入混凝土有效提高了節(jié)點(diǎn)的極限承載能力和抗側(cè)移剛度,但節(jié)點(diǎn)的滯回性能有所降低。

文章主要對k型方圓管相貫節(jié)點(diǎn)采用墊板加強(qiáng)后的極限承載力進(jìn)行非線性有限元分析,通過改變墊板的幾何參數(shù),利用ansys軟件對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元分析,得到k型方圓管相貫節(jié)點(diǎn)各參數(shù)下的極限承載力。通過不同參數(shù)下的極限承載力大小比較,分析各參數(shù)對節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響程度和原因。

由于焊接鋼管結(jié)構(gòu)在焊縫處的剛度具有不連續(xù)性,因此,該部位存在很高的應(yīng)力集中現(xiàn)象。局部高應(yīng)力的存在,使節(jié)點(diǎn)在長期循環(huán)荷載的作用下,會(huì)產(chǎn)生微小的疲勞裂紋,而疲勞裂紋的擴(kuò)展最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)節(jié)點(diǎn)的疲勞破壞。在研究管節(jié)點(diǎn)疲勞破壞時(shí),主要通過熱點(diǎn)應(yīng)力幅(s-n曲線方法)確定其疲勞壽命。在計(jì)算焊縫處的熱點(diǎn)應(yīng)力幅大小時(shí),經(jīng)常用到焊縫周圍的應(yīng)力集中系數(shù)。本文對4個(gè)環(huán)口板加固t型圓鋼管節(jié)點(diǎn)試件以及相應(yīng)的4個(gè)未加固試件的應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)測試和結(jié)果分析,得到了軸向荷載下環(huán)口板加固試件及未加固試件沿焊縫的應(yīng)力集中系數(shù)分布,通過比較發(fā)現(xiàn),環(huán)口板加固后的t節(jié)點(diǎn)試件的應(yīng)力集中系數(shù)相對于未加固試件有明顯減小,說明這種加固措施可以提高管節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命。

圓鋼管混凝土短柱受壓力學(xué)性能的試驗(yàn)研究——通過對9根圓鋼管混凝土短柱試件的試驗(yàn)，首先對其破壞現(xiàn)象及機(jī)理進(jìn)行分析；然后分別探討混凝土強(qiáng)度、長細(xì)比、偏心率三個(gè)因素對該類構(gòu)件力學(xué)性能的影響規(guī)律，指出偏心率是影響該類構(gòu)件力學(xué)性能的主要因素，短柱范疇內(nèi)...

表1試驗(yàn)構(gòu)件尺寸 直徑d/mm 201.3 200.9 200.3 199.8 198.9 類型 空鋼管 鋼管混凝土 構(gòu)件 hc-200-2.0a hc-200-2.0b c-200-2.0a c-200-2.0b c-200-3.0 長度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 金偉良，張翔，陳駒 （浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江杭州310058） abstract:aseriesofstubcolumntestswereperformedonthin-walledcircleconcrete-filledtubes.thetestspecimensincludeshollowsteel tubesandc

薄壁圓鋼管混凝土軸壓試驗(yàn)研究——對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)研究，試驗(yàn)構(gòu)件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土，記錄分析了構(gòu)件的試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞形式、荷載一位移曲線。對所用自密實(shí)混凝土和耐候鋼做材性試驗(yàn)。結(jié)果顯示：未經(jīng)振搗的自密實(shí)混凝土能...

對于薄壁圓鋼管混凝土短柱進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)研究,試驗(yàn)構(gòu)件為空鋼管以及相同尺寸的鋼管混凝土,記錄分析了構(gòu)件的試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞形式、荷載-位移曲線。對所用自密實(shí)混凝土和耐候鋼做材性試驗(yàn)。結(jié)果顯示:未經(jīng)振搗的自密實(shí)混凝土能很好的填充鋼管并具有足夠的強(qiáng)度,薄壁鋼管混凝土破壞時(shí)鋼管有明顯的局部屈曲。并將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算的承載力進(jìn)行了比較。

對8個(gè)圓鋼管橡膠混凝土軸心受壓短柱進(jìn)行試驗(yàn)研究,探討橡膠粉取代率和橡膠粉粒徑對圓鋼管橡膠混凝土承載力的影響。采用有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程包括:美國aci(2005)和aisc(2005)、日本aij(2008)、英國bs5400(2005)、歐洲ec4(2004)及中國dl/t5085—1999(1999)、db21/t1746—2009(2009)等對圓鋼管橡膠混凝土的承載力進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明:隨著橡膠粉取代率的增加和橡膠粉粒徑的增大,圓鋼管橡膠混凝土的承載力、剛度均有下降的趨勢;上述各設(shè)計(jì)規(guī)程均能較好地計(jì)算圓鋼管橡膠混凝土短柱的承載力,且計(jì)算結(jié)果偏于安全,其中,dl/t5085—1999與圓鋼管橡膠混凝土短柱試驗(yàn)結(jié)果最為吻合。

推導(dǎo)了考慮焊縫尺寸情況下圓鋼管x型節(jié)點(diǎn)環(huán)向模型的強(qiáng)度公式,通過有限元軟件ansys模擬分析了相貫節(jié)點(diǎn)的受力情況,并對焊接過程中出現(xiàn)焊瘤缺陷的情況提出建議。

φ300.x20. 直徑d：300.mm壁厚t：20.mm材質(zhì)： φ200.x14. 直徑d1：200.mm壁厚t1：14.mm材質(zhì)： 夾角θ1：50度 偏心e：20mm 2 16mm -400kn-79 -200kn 二.主、支管的截面特性 主鋼管：面積a：17593mm2慣性矩ix：1.7e+08 支鋼管1：面積a1：8181mm2慣性矩i1x：3.6e+07 三.節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求驗(yàn)算 0.07<>-0.55~0.25ok! 0.67<>0.2~1ok! 7.530~150ok! 1、主管材料強(qiáng)度： 主管徑厚比λ=d/(2t)： 支管1徑厚比λ1=d1/t1： 支1主管厚比τ1=t1/

進(jìn)行了3個(gè)剪跨比為1.5的圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱和1個(gè)鋼筋混凝土對比試件的擬靜力試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中的主要參數(shù)為軸壓比(0.35,0.45和0.55)。試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼筋混凝土短柱的破壞模式為剪切破壞,延性和變形能力很差;圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的破壞模式為彎曲破壞,延性和變形能力優(yōu)越。外包鋼管對核心混凝土的約束作用限制了核心混凝土的受剪開裂,改變了鋼筋混凝土短柱的破壞模式,顯著提高了鋼筋混凝土短柱的受剪承載力、延性、變形能力和耗能性能。隨軸壓比的提高,圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的水平承載力提高,延性系數(shù)降低,但軸壓比對圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的極限變形能力無明顯影響。對鋼管的彈塑性應(yīng)力分析結(jié)果表明:水平荷載施加過程中,鋼管并未受剪屈服。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土短柱的荷載-位移恢復(fù)力模型,提出了設(shè)計(jì)建議,可為工程實(shí)踐提供參考。

文章對3個(gè)圓鋼管和3個(gè)方鋼管再生混凝土柱在定常軸力作用下進(jìn)行了水平低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，試驗(yàn)主要考慮再生骨料替代率、軸壓比和鋼管壁厚3個(gè)參數(shù)變化對柱抗震性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果分析表明，隨著再生骨料取代率的增大，鋼管再生混凝土柱的水平承載力有所降低，延性和耗能能力略有下降；鋼管壁越厚，水平承載力越大，延性和耗能能力也越高；隨著軸壓比的增大，水平承載力有所提高，延性和耗能能力降低。試驗(yàn)表明方、圓鋼管再生混凝土柱都具有良好的抗震性能，對比分析發(fā)現(xiàn)，在截面面積和用鋼量相近情況下，方鋼管柱的水平承載力和剛度比圓鋼管柱有較大提高，延性降低。

參照普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法,按照再生粗骨料摻入量0、25%、50%、75%和100%制作了長徑比為4.0、徑厚比為20.75的共五組15個(gè)試件,進(jìn)行軸心受壓試驗(yàn),研究不同再生粗骨料取代率對圓鋼管再生混凝土短柱承載能力的影響。結(jié)果表明:鋼管再生混凝土柱的軸壓破壞形態(tài)與鋼管普通混凝土柱相似,鋼管再生混凝土柱的實(shí)測彈性極限荷載比鋼管普通混凝土柱低,且隨再生粗骨料取代率的增加而降低,和再生粗骨料取代率成反比關(guān)系。在摻入量合適的情況下,圓鋼管再生混凝土柱應(yīng)用實(shí)際是可行的。

圓鋼管夾（jb/zq4519-97系列管子卡箍） ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1ad0 公稱通徑dn bd2d3ah1h2 mminmmin 3025203/44010m1040703025203/44010m10407028 3028203/44010m1040703028203/44010m10407028 38322514010m10487638322514010m10487631 38342514010m10487638342514010m10487631 46383211/45010m10568646383211/45010m105686

在gb50017—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中,關(guān)于空間多平面圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算,只能考慮軸力,不考慮腹桿彎矩對節(jié)點(diǎn)承載力的影響。在《空心管結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)指南》中單平面圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)在復(fù)合受力狀態(tài)下的承載力計(jì)算公式,主要是參照eurocode3。通過對兩種規(guī)范關(guān)于圓鋼管相貫焊節(jié)點(diǎn)計(jì)算公式歸納和對比可知,eurocode3相貫節(jié)點(diǎn)承載力公式相對于目前gb50017—2003計(jì)算公式來說是偏安全的。基于此,對武漢站圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)依照eurocode3拆分為若干單平面節(jié)點(diǎn),再分別對單平面節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校核和演算。利用有限元軟件ansys建立鋼管相貫節(jié)點(diǎn)實(shí)體模型,進(jìn)行非線性分析。模擬計(jì)算結(jié)果表明,該相貫節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)滿足要求。