直接焊接的冷彎薄壁矩形管桁架的足尺試驗(yàn)研究.pdf

1、直接焊接矩形管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題是節(jié)點(diǎn)極限承載力的計(jì)算，此項(xiàng)研究在我國(guó)正方興未艾，研究層面比較全面深入，發(fā)表了大量有關(guān)的研究成果，但限于研究經(jīng)費(fèi)及試驗(yàn)條件，研究工作大多集中于電腦模擬和個(gè)別節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，研究成果缺乏足尺試驗(yàn)驗(yàn)證。本文中從施工現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽查一榀桁架，在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行足尺破壞試驗(yàn)，在桁架桿件和節(jié)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)100點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的垂直位移測(cè)點(diǎn)9點(diǎn)，水平位移測(cè)點(diǎn)2點(diǎn)，轉(zhuǎn)角測(cè)點(diǎn)4點(diǎn)，以驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)安全度及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性。試驗(yàn)得出了許多有

2、實(shí)際價(jià)值的成果，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論值吻合較好，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有規(guī)范的各項(xiàng)公式進(jìn)行了深入的分析，為今后的矩形管桁架設(shè)計(jì)提供了大量理論依據(jù)，并可為我國(guó)矩形管結(jié)構(gòu)規(guī)范、規(guī)程的進(jìn)一步修訂，提供足尺試驗(yàn)依據(jù)。本文主要研究工作如下所述：
　　 (1)計(jì)算模型的試驗(yàn)驗(yàn)證；通過對(duì)桁架桿件強(qiáng)度計(jì)算、次應(yīng)力影響和桁架剛度分析，對(duì)比驗(yàn)證了足尺桁架試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值的吻合程度，得出：按鉸接的桁架模型計(jì)算出的桁架內(nèi)力，完全可用于工程設(shè)計(jì)，在彈性設(shè)計(jì)階段，試驗(yàn)偏差

3、值較小，試驗(yàn)值與理論計(jì)算值吻合較好。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，桁架次應(yīng)力占理論計(jì)算桿件的軸向應(yīng)力比例很小，可以忽略不計(jì)。按鉸接模型計(jì)算出的桁架最大豎向撓度縮小1.15倍用于工程設(shè)計(jì)是可行的。
　　 (2)試驗(yàn)研究：一榀桁架的破壞，主要為桁架桿件破壞和桁架節(jié)點(diǎn)破壞，根據(jù)試驗(yàn)中觀察到的桁架破壞特征，結(jié)合足尺試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定整體桁架的設(shè)計(jì)承載力、極限破壞荷載，并與理論推導(dǎo)值進(jìn)行比較，以了解桁架的設(shè)計(jì)安全度和設(shè)計(jì)合理性，為今后桁架設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù)。試驗(yàn)

4、發(fā)現(xiàn)：桁架的設(shè)計(jì)，不僅應(yīng)考慮桿件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)重視桁架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。往往桁架節(jié)點(diǎn)的破壞，是造成桁架整體破壞的直接原因。足尺試驗(yàn)得到的桁架設(shè)計(jì)承載力為理論推導(dǎo)值的1.14倍，桁架極限破壞破壞荷載值為理論承載力設(shè)計(jì)值的1.88倍。桁架節(jié)點(diǎn)采取加強(qiáng)措施后，對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)型式，節(jié)點(diǎn)承載力提高幅度不同。如果桁架整體破壞由桿件強(qiáng)度控制，考慮冷彎效應(yīng)的影響，桁架承載力的提高是明顯的。按現(xiàn)行規(guī)范(GB50017-2003)、(50018-2002)分析