门式刚架梁柱Γ形节点受力性能的试验研究.pdf

收稿日期“ “ 9 9 A 8 B C D1 ; E 9 9 FGH A I 9 1 2 1 F DE D JJ J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J “ 5 文章编号 * ’ “ 5 , / / “ R 1 2 C A SN 9 S T 2 C A 1 9 B 9U C A A 2 V W 2 AX 8 QA B U YZ [1 9 F \ 7 -] Z M_ 9 \ 7 9-‘M4V[7 9 a 9 F- 2 N 9 F 9 A A 8 9 F -H B 9 F 7 9 A 8 B C D -R A \ 9 F - 9 L “ 3U I 1 1 2 1 ; M8 I C A I C 7 8 AG 2 N 9 F 9 A A 8 9 F - 9 9 A 8 B C D1 ; E 9 9 FGH A I 9 1 2 1 F D - _ 7 c 1 76 9 F B 7 -“ “ - 9 , d e f g h i j g H BP P A 8Q 9 2 D 9 A B C F C A BC A2 1 SI P I C D 9 SB C ; ; 9 A B B1 ;C A8 ; C A 8 I 1 2 7 Q9A 9 S P 2 C AI 1 9 9 A I C 1 9 B 9B C A A 2 F W 2 A; 8 QAW DB C C I C A B C 1 ; ; 1 7 8 I 1 9 9 A I C 1 9 B 3H A C A B C 8 A B 7 2 C B 8 A A 2 C C A 9 S P 2 C AI 1 9 9 A I C 1 9 9B C A A 2 F W 2 A; 8 QA BI 9W AI 2 B B ; A S BB A Q 8 F S 9 SC A8 1 C C 1 91 ;C A I 1 9 9 A I C 1 9 B Q 9 2 DI 1 9 C 8 W 7 C A SW DC A B A 8 S A ; 1 8 Q C 1 91 ; C A \ 1 9 C c 1 9 A 3H A W 1 2 C B 8 A B 7 W \ A I C C 1 W 1 C Q1 QA 9 C 9 SC A 9 B 1 9 I C 1 9 9 SC AC A B C8 A B 7 2 C B 8 A 9F 1 1 S F 8 A A QA 9 Ck C C AP 8 A S I C 1 9 P A 8 ; 1 8 QA SW DX N E3Z 9 S S C 1 9 -C A P 8 1 W 2 A Q1 ; C A I 7 8 8 A 9 C I 1 S A B S B I 7 B B A S 9 SB 1 QA B 7 F F A B C 1 9 B 8 AP 8 1 P 1 B A S; 1 8 QP 8 1 9 FC AI 1 9 9 A I C 1 9S A B F 9 3 lm no p h q f F W 2 A; 8 QA B LA 9 S P 2 C AI 1 9 9 A I C 1 9 LB A Q 8 F S LA O P A 8 QA 9 C 2 8 A B A 8 I 门式刚架钢结构中-梁柱连接节点的设计是极 其重要的环节-节点的设计是否合理-对保证结构 的整体性和可靠性有着直接影响3我国这方面的研 究工作起步较晚-现行规程主要参考了国外设计规 范的相关内容r “ s-而各国的试验和研究都基于各 自的工程条件-有一定适用性和局限性3目前-我国 相关的试验文献资料很少-大部分集中在对多层钢 框架节点的试验研究r / s3由于两者节点形式和受 力特点等不同-节点表现出的受力性能-特别是节 点变形特点不尽相同-因此钢框架节点的研究成果 不一定完全适用于门式刚架梁柱节点-有必要对门 式刚架 K形端板连接节点进行试验研究3 本文在 试验的基础上-对门式刚架端板竖放和横放 K形 连接节点的受力性能进行了研究-并结合研究结果 对现行规范的相关设计原则进行了分析和验证3 万方数据 试验概况 “ 节点试件设计 本文针对端板横放和端板竖放这两种设加劲 肋的外伸式形端板连接节点图 C D B C ““ “ E F “ E B “ D 欧洲规范G H C给出了刚性和半刚性节点的划 分界限其规定I E JK对无支撑结构当节点初始转动 刚度L M N不小于B OP Q9 RQ时 节点可视为刚性节点 其中 O P Q9 RQ为梁的线刚度S 初始转动刚度L M N取节 点弯矩为节点塑性抗弯承载力的B 9 C时的割线刚 度本文试验得到的节点初始转动刚度L M N值见表 B 其取值参照G H C的取值方法表B中可以看到 试件 F具有最大的节点初始转动刚度其值L M N 为C C B T UVW9 ; “ B C F C “ C B C CB B D“ E C “ CF B C F C C A“ ““ A F C E F B C D C C Eg E D“ C D BC B A A “ A BgD“ g“ F C EC F A C A F A B B EgE “ CF C C “ C B C CB C “ E B F “F C F C C AgB “ F D “ AC C D C C EC “ A“ D “ CD AF C A A “ A BgD C“ B B gB EF C A C A F A C “ C FF “ BF F C “ C B C C“ B B“ D “ F “ C F C C Ag “ A A C D C D C C E“ A B“ FC CF C A A “ A B“ F B“ C E “g C CC A A C A F A gF B“ “ B B F AF “ C “ C B C CF F “ C A C“ A A DC C C F C C AgF “ F FA F FC E C D C C EF F “ A “ B“ EF “ A A “ A BD F“ D E “ CF F A C A F A gA C“ C B A EF “ 注K测点编号C “ C B C C表示由C “ C B和C B号测点组成的应变 花见图B eX “ B ; h i ; jB b F g\ bkbE ] bgbE l\ “ ] 从表A中可以看出所有测点的主应力方向都 在C f mF f之间将F个不同试件的相同编号的测 点求均值可得到节点域柱腹板处主应力方向在 F f mF C f 之间可见节点域腹板受力基本上可以 认为以剪应力为主图E给出有限元计算得到的节 点域主应力矢量分布图图中可以观察到节点域 主应力方向在F f左右其受力状态基本上是以剪 应力为主与试验测量结果基本吻合 图E节点域主应力矢量分布 n o p E q o j h o 8 r 7s i 7 s s t u v t o j i w t j 7 [ 结论 根据本文试验研究结果和上述分析对于设加 劲肋的外伸式门式刚架 Y形端板连接节点 可得 到如下几点结论和建议K “ ]节点承载力试验值和规范设计值比值都在 “ E F mC 之间螺栓的安全系数在“ C m“ 可 见按现行规范计算端板连接节点设计承载力安全 储备较大 B ]节点的螺栓受力比较复杂受拉区螺栓同 时受弯和受拉螺栓所受的弯矩作用对螺栓的最终 破坏有较大影响以往的研究文献都过高估计了节 点第B排螺栓的受力因此在进行节点设计时应 根据螺栓的实际受力状态考虑弯矩和拉力共同作 用进行计算其具体设计方法有待进一步研究 C ]门式刚架梁柱端板连接Y形节点在整个加 载过程中端板变形很小端板变形转角所占比例在 “ 左右节点的转角主要由节点域的剪切变形引 起根据欧洲规范G H C节点刚度的划分标准门式 刚架梁柱形x端板连接节点应属于半刚性连接节 点 F ]虽然研究结果表明门式刚架端板竖放节点 比端板横放节点具有更高的极限承载力和节点刚 度但由于端板竖放时螺栓受力不利延性较差 节点破坏前无明显征兆建议设计节点时优先采 用端板横放节点形式 “CC 第C期石永久等K门式刚架梁柱Y形节点受力性能的试验研究 万方数据 “本次试验的大部分节点最终破坏形式为节 点域柱腹板剪切屈曲建议在节点域 方向设置 斜加劲肋以提高节点域腹板的抗剪能力 ; A 4 ; A B B 7 D7 PF ; 7 4 D E Q D ; C E A P D0* C R D 7 G J F A S 7 T E D 7 V A P4 B ; F PB B 7 D C D 7 G E F B F E D / . . / / 3 “ ’ I 4 5 E D A E B J D E A 7 E ; A O A 7 C J 7 G JD E G JV ; 4 ; A B B 7 D 0 * A B B 7 7 ; 7 G J D ; D E F B 7 G E F B 4 ; A B B 7 7 E A ; C E A P D 0* , D E F B 7 / . . . 3 W “ ’ 5 4 E D 7 G 0 * , D E F B I HX D 7 G C D ; D E F B F E D * - F E A , PP7 7 \ A 7 1 1 / H 3责任编辑 陈其泰“ /II 中国矿业大学学报第I 卷 万方数据