不銹鋼Y型、K型相貫節(jié)點靜力試驗研究.pdf

1、隨著國家經濟的高速發(fā)展，人們對建筑外觀要求越來越高。不銹鋼材料以其良好的裝飾效果，良好的耐腐蝕性和耐久性和加工性能，同時還具有優(yōu)良的耐高溫性能和低溫韌性，越來越多地被利用在建筑結構中?？招墓芙Y構由于造型美觀，節(jié)點構造簡單、受力性能好也被廣泛地應用在建筑結構中。目前我國對不銹鋼節(jié)點性能研究尚未廣泛開展，基于以上背景本文對不銹鋼圓管相貫T型、Y型和間隙K型節(jié)點進行支管軸向力作用下的靜力試驗研究。
　　基于國產不銹鋼30408冷成型鋼管

2、，本文進行了9個不銹鋼標準試件材料力學性能試驗與6個支管受壓的不銹鋼圓管T型相貫節(jié)點、6個支管受拉的不銹鋼圓管T型相貫節(jié)點、3個支管受壓的不銹鋼圓管Y型相貫節(jié)點、3個支管受拉的不銹鋼圓管Y型相貫節(jié)點和4個不銹鋼圓管K型相貫節(jié)點靜力試驗。圓管相貫節(jié)點的試驗研究表明:支管軸向荷載作用下T型、Y型節(jié)點的破壞現(xiàn)象為弦桿整體彎曲和節(jié)點區(qū)域的塑性破壞兩者相結合。支管軸向壓力荷載作用下的T型、Y型節(jié)點，節(jié)點區(qū)域的破壞主要為弦桿側壁向外鼓曲和弦桿上壁凹

3、陷，節(jié)點區(qū)域的弦桿最終被擠壓成橢圓形，荷載位移曲線具有明顯的峰值，隨著弦桿中預加軸向荷載的增大，節(jié)點承載力下降。支管軸向拉力荷載作用下的T型、Y型節(jié)點，節(jié)點區(qū)域的破壞主要為弦桿側壁向內收縮和弦桿上壁向上拉伸，節(jié)點區(qū)域的弦桿最終被拉伸成橢圓形，荷載-位移曲線沒有明顯的峰值，隨著弦桿中預加軸向荷載的增大，節(jié)點承載力下降。K型節(jié)點的破壞現(xiàn)象主要為弦桿上表面發(fā)生明顯的凹陷，并且弦桿上與受壓支管垂直的斜面發(fā)生了明顯的鼓曲，受壓支管發(fā)生了很大的軸向

4、位移，受拉支管軸向變形和弦桿彎曲變形都非常小。K型節(jié)點荷載-位移曲線也具有明顯的峰值，節(jié)點承載力隨著管徑比增大而增大。
　　介紹了三本設計規(guī)范《國際管結構發(fā)展與研究委員會設計規(guī)范》(CIDECT)、《歐洲鋼結構設計規(guī)范》(EN1993-1-8)和《美國石油學會海上固定平臺規(guī)范》(API-RP2A)中對普通鋼圓管相貫T型、Y型和間隙K型節(jié)點承載力的計算方法。并搜集了已有的關于不銹鋼圓管相貫節(jié)點的試驗結果，結合本文中的不銹鋼圓管相貫節(jié)

5、點試驗結果，將上述規(guī)范中普通鋼相貫節(jié)點承載力計算方法計算的節(jié)點承載力與試驗承載力進行比較。結果表明:以上三本規(guī)范計算的不銹鋼圓管相貫節(jié)點承載力具有較大的離散性和不準確性。
　　采用有限元軟件ANSYS對支管軸向荷載作用下不銹鋼圓管T型、Y型和間隙K型相貫節(jié)點試驗進行了數(shù)值模擬，選擇準確的材料力學參數(shù)和合理的邊界條件，比較準確地模擬出不銹鋼圓管相貫節(jié)點的荷載位移曲線和節(jié)點破壞模式，并將有限元模擬的結果與試驗結果進行了比較。結果表明:

6、本文中建立的有限元模型能夠準確反映不銹鋼圓管相貫節(jié)點的真實受力情況。同時對影響節(jié)點承載力的關建因素進行有限元參數(shù)化分析，分析發(fā)現(xiàn):相同截面尺寸的T型、Y型節(jié)點在支管受拉作用下節(jié)點承載力要高于支管受壓情況下節(jié)點承載力，約為支管受壓承載力的1.20倍。弦桿壁厚t0越大，節(jié)點承載力越高;支管與弦桿的外徑比β越小，節(jié)點承載力越低;K型節(jié)點中支管之間間隙g越大，節(jié)點承載力越低。弦桿中預加軸向壓力荷載N0，p越大，節(jié)點承載力越低;弦桿中預加軸向拉力