大曲率主管的X型圓鋼管和圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)受彎性能試驗(yàn)研究.pdf

1、本文從試驗(yàn)入手，對(duì)大曲率主管的X型圓鋼管和圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)和平面外受彎性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。并在此基礎(chǔ)上通過ABAQUS有限元模擬和參數(shù)分析，研究了節(jié)點(diǎn)在平面內(nèi)和平面外受彎情況下的受力性能、破壞模式、應(yīng)力應(yīng)變分布、靜力極限承載力以及幾何參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響，特別是主管曲率半徑對(duì)X型節(jié)點(diǎn)的受彎性能影響。
　　本文首先對(duì)大曲率主管的X型圓鋼管和圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)和平面外受彎性能進(jìn)行了靜力性能試驗(yàn)研究。分別對(duì)16個(gè)X型平面

2、內(nèi)受彎節(jié)點(diǎn)和16個(gè)X型平面外受彎節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了2組靜力試驗(yàn)。每組試件分為4小組，分別對(duì)大曲率主管的X型節(jié)點(diǎn)在不同幾何參數(shù)以及主管填混凝土情況下的受力性能、破壞模式、靜力極限承載力進(jìn)行了考察，重點(diǎn)研究了主管曲率半徑的影響。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于 X型平面內(nèi)受彎節(jié)點(diǎn)，主管比較平坦時(shí)，主管的彎曲對(duì)X型節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎承載力影響不大；當(dāng)主管曲率達(dá)到某一臨界值時(shí)，X型節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎承載力明顯下降。β值越大，節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎承載力越高；主管填混凝土

3、不能明顯提高節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎承載力。對(duì)于 X型平面外受彎節(jié)點(diǎn)，凹側(cè)支管易進(jìn)入塑形發(fā)生破壞，凸側(cè)主管易進(jìn)入塑形發(fā)生破壞；主管較平坦時(shí)，主管的彎曲對(duì)X型節(jié)點(diǎn)平面外受彎承載力影響不大；當(dāng)主管曲率達(dá)到某一值時(shí)，X型節(jié)點(diǎn)平面外受彎承載力明顯下降。
　　隨后本文在總結(jié)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了ABAQUS有限元模擬和參數(shù)分析。通過對(duì)試驗(yàn)中的16個(gè)X型平面內(nèi)節(jié)點(diǎn)和16個(gè)X型平面外節(jié)點(diǎn)的有限元模擬，并將有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該有限元模型

4、的適用性和正確性。之后，本文分別對(duì)120個(gè)X型平面內(nèi)受彎節(jié)點(diǎn)和120個(gè)平面外受外節(jié)點(diǎn)，共240個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了有限元參數(shù)分析。通過對(duì)節(jié)點(diǎn)的受力全過程、破壞模式、主管填混凝土、主管曲率半徑等幾何參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響分析，得出以下結(jié)論：大曲率主管的X型圓鋼管和圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)受彎情況下，當(dāng)主管曲率半徑R與主管外徑d0之比大于12時(shí)，節(jié)點(diǎn)的受彎極限承載力受主管彎曲的影響不大；當(dāng)主管曲率半徑R與主管外徑d0之比小于12時(shí)，主管的彎曲使節(jié)點(diǎn)的極

5、限承載力急劇下降；當(dāng)γ值越大時(shí)，主管填混凝土對(duì)節(jié)點(diǎn)受彎承載力的提高幅度越大；混凝土的強(qiáng)度等級(jí)對(duì)節(jié)點(diǎn)受彎承載力無(wú)明顯影響。對(duì)于 X型平面內(nèi)受彎節(jié)點(diǎn)，建議β在0.8左右，γ在10左右；以達(dá)到支主管同時(shí)進(jìn)入塑性，從而充分利用材料的強(qiáng)度。對(duì)于 X型平面外受彎節(jié)點(diǎn)，在本文參數(shù)范圍內(nèi)，對(duì)參數(shù)R、β、γ的取值提出了以下幾點(diǎn)建議，主管為空管時(shí)：R≥12d0；β=0.5~0.8；γ≦10；主管填混凝土?xí)r：R≥12d0；β≧0.5；γ=10~14。