|
梁柱端板螺栓连接节点的实验研究预览：
论文导读：有关半刚性节点的研究才全面展开。梁与柱的连接是高层钢结构节点设计中的关键。本次试验试件数量共6个。梁柱端板螺栓连接节点的实验研究。论文，论文参考。
梁柱端板螺栓连接节点的实验研究正文：
论文导读：从Northrige地震和阪神地震后，有关半刚性节点的研究才全面展开，并取得了一些阶段性的成果。梁与柱的连接是高层钢结构节点设计中的关键，半刚性连接的节点引起结构的内力重分布，且具有较强的耗能能力。本次试验试件数量共6个，编号为JS1～JS6，试件梁柱截面相同，但节点做法不同。
关键词：半刚性节点，端板连接，设计，试验
从Northrige地震和阪神地震后，有关半刚性节点的研究才全面展开，并取得了一些阶段性的成果。有关半刚性节点的研究始自上个世纪初，但在研究初期，并未引起学者们足够的重视。梁与柱的连接是高层钢结构节点设计中的关键，半刚性连接的节点引起结构的内力重分布，且具有较强的耗能能力。国内外学者在节点以及框架两方面做了许多工作，从上个世纪60年代至今，国内外有关半刚性节点弯矩-转角关系的研究资料非常多，并取得了丰硕的研究成果，仅数学模型就有十余种。国外主要代表成果有：Sommer、Frye等学者的多项式模型，Jones的三次B样条模型，Krishnamurthy、Yee的幂函数模型，Ang、Kishi、Lui的指数模型等。国内学者郭兵、石永久等也提供了弯矩-转角关系的计算方法。论文参考。上述方法各具特点，也都有一定的适应范围，为整体结构分析提供了基本依据和模型支持。由于半刚性连接的非线性性质决定了该连接形式的复杂性，而结构的几何非线性和构件剪切变形的影响又加大了问题的复杂程度，因而对半刚性连接节点的性能需要做深入研究。
本次试验试件数量共6个，编号为JS1～JS6，试件梁柱截面相同，但节点做法不同。其中：JS1为全焊接连接；JS2～JS4为端板螺栓连接（端板厚度不相同）；JS5为T型钢螺栓连接；JS6为翼缘和腹板角钢螺栓连接。每个试件均为倒T形，通过地锚栓将框架柱两端固定到实验室地板上，在框架梁悬臂端施加单向水平荷载，加载铰头为通用构件。由于本文重点研究梁柱端板螺栓连接节点刚度，因此本文只使用JS2～JS4的实验数据。论文参考。
1.试件设计
整个试验过程分为两大部分：一是钢板的材性试验，目的是用来检测钢板的材性；二是梁柱端板螺栓连接节点的单向加载试验，目的是用来探讨节点转动刚度对结构性能的影响。
2.材性试验
钢板的材性试验（单向拉伸试验）的试验试样为板条状试样，试件的取材和加工满足《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T2975-1998和《金属拉伸试验试样》GB/6397-86的要求。材性试验的试件与框架结构试件同期加工，以保证和母材材质相同，试件的表面经过抛丸除锈处理。
试件所用钢材采用Q235-B，每种试样的数量均为3个, 试件上需要截取试样的位置：框架梁、框架柱的翼缘和腹板；端板；T型钢；翼缘、腹板连接角钢。试样必须拉伸试验在拉力机上进行，试件的变形由引伸计测定。材性试验的目的是为了测定钢材的弹性模量E、屈服应力 、屈服应变 、初始硬化时的应变 、抗拉强度 、极限应变 、断裂应变 、伸长率和颈缩率等，为分析试验结果提供相关数据。钢材单向拉伸试验通过拉力机来完成，试件的变形由引伸计测量。
本次单向拉伸试验的试验数据结果，屈服应变处于正常范围，屈服强度实测值的平均值为294.7N/mm2，比名义值235N/mm2偏高，这主要与抛丸除锈有关,因高速钢丸的冲击对钢材有一定的硬化作用。极限应力、应变也处于正常范围，弹性模量比理论值略偏小，伸长率较大。
3.试验方案介绍
3.1试件装置
试件通过 2个M80锚杆与地板连接，形成固定柱脚。水平荷载通过30吨MTS拉压千斤顶施加。共2个位移计，用于量测框架侧移。
节点采用高强螺栓连接的试件，首先在工厂中采用抛丸机除锈，同时保证摩擦面无焊疤和毛刺等，另外装配前再用钢丝刷刷去表面浮锈，以保证摩擦面质量。高强螺栓的施工采用扭矩法紧固，紧固前先对扭矩扳手进行校正,初拧扭矩值为终拧值的50%。
3.2量测方法及内容
试件上布置的量测设备有位移传感器（位移计）和拉压力传感器，拉压力传感器、位移传感器与动态应变仪连接，用来测定液压千斤顶的荷载值和位移计的位移值。由DHDAS数据采集系统自动采集。为量测关键部位的应变分布，在节点域柱腹板位置粘贴了应变花。应变片与静态应变仪连接，应变值由数据采集仪TS3890自动记录。
3.3加载方法和破坏准则
试验的加载顺序为：反向加载(拉)－卸载。加载方式：通过30吨MTS拉压千斤顶施加水平荷载。
当试验中发生以下现象之一时，试件被判断为破坏：
⑴ 试件断裂，如梁、柱、端板等；
⑵ 连接断裂，如焊缝、螺栓等；
⑶ 试件丧失整体稳定；
⑷ 试件不能再维持目前荷载，以及荷载—位移曲线出现下降段。
4.梁柱端板螺栓连接节点单向加载试验
4.1 试验过程描述
试件一（JS2）：端板厚度24mm
⑴ 当水平总荷载P达到70.9kN时，位移达到32mm，端板翘起。
⑵ 当水平总荷载P达到88.2kN时, 位移达到64.5mm，翼缘屈曲。
试件二（JS3）：端板厚度20mm
⑴ 当水平总荷载P达到73.61kN时，位移为36mm,端板稍有翘起。
⑵ 当水平总荷载P达到83.61kN时，位移达到48mm时翼缘稍有屈曲。
(3) 当水平总荷载P达到92kN时，位移达到72mm时翼缘屈曲。
试件三（JS4）：端板厚度16mm
⑴ 当水平总荷载P达到40KN时，位移达到23mm,端板稍有翘起。论文参考。
⑵ 当水平总荷载P达到74.23kN时, 位移到55mm时翼缘微曲。
4.2试验总结
根据单向荷载作用下端板连接的弯矩转角关系可按下式进行简化描述
式中Mc, M pc分别为节点承受的弯矩和节点塑性弯矩;θ为节点转角(弧度);R in, R p，分别为节点初始转动刚度和强化阶段转动刚度; θp为塑性弯矩对应的节点转角。
由实验中的数据计算出弯矩—转角曲线可得出两点结论：
（a）随着端板厚度的增加，连接刚度也随之增大，但是其增幅却有所降低；
（b）较薄的端板对连接刚度影响较敏感。
“梁柱端板螺栓连接节点的实验研究”一文由论文先生网收集整理，并不表明我们授权您使用该文，因从使用或转载《梁柱端板螺栓连接节点的实验研究》一文引起的法律纠纷请自负。如该文注明了作者及出处，请在转载引用时保留，谢谢您的合作！
====>>回到 《土建水利论文》 首页查找更多相关文章<<==== |
