H形截面构件中单面角焊缝接头的承载性能:Ⅰ焊缝熔深和接头抗剪承载力试验研究

在轻型钢结构建筑中采用的以单面角焊缝连接翼缘和腹板的组合H形截面钢构件 ,其焊缝接头性能尚未得到充分的试验验证。为此进行了两个基础性系列试验 :对单面角焊缝接头的 5 7个试件通过金相分析测定熔深 ,对 2 6个试件进行焊缝抗剪试验。试验结果表明 ,在单调静力荷载条件下 ,单面连接角焊缝有良好的承载和变形性能 ,可以按照钢结构设计规范有关规定计算其设计承载力。     

加速锈蚀后预应力混凝土方桩连接接头抗拉性能研究

为研究氯盐环境下预应力混凝土方桩连接接头的耐久性能,对弹卡式与焊接式连接方桩接头试件进行了通电加速锈蚀试验,并对劣化后两种接头试件和预应力钢棒分别进行了抗拉性能试验.结果表明:劣化后弹卡式连接接头试件整体连接性能较好,破坏形式为桩身裂缝开展充分,接头连接完好,下节桩预应力钢棒被拉断;焊接式连接接头试件在焊缝处锈蚀相对严...     

高强度钢材焊缝连接试验研究

结合《高强钢结构设计规程》编制工作,针对3种不同强度的高强度钢材焊缝连接的力学性能进行试验研究。分别对9个对接接头焊缝进行拉伸试验,得到3种材料焊缝的拉伸应力-应变关系,通过对18个角焊缝搭接接头进行的拉伸试验观测其破坏形态,并依据平均焊脚尺寸计算了角焊缝的极限强度。试验结果表明,随着钢材强度的提高,焊缝连接受拉破坏形式依然呈延性破坏,但破坏程度逐渐增大且呈现出脆断倾向。数据分析表明,正面角焊缝接头的刚度大于侧面角焊缝,且正面角焊缝的极限强度至少可以达到侧面角焊缝的1.43倍。     

复合配筋混凝土预制方桩接头抗拉性能

通过对3种桩型共9根复合配筋混凝土预制方桩接头试件进行足尺度抗拉性能试验,研究其抗拉承载力、破坏形式及裂缝分布。试验结果表明:方桩接头试件的极限抗拉承载力试验值基本满足规范公式计算值的要求;试件存在全截面抗拉破坏和端板处连接破坏2种不同的失效形式;所有试件的连接接头安全可靠,均没有发生破坏;桩身混凝土的裂缝分布较为均匀。     

奥氏体型S30408不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

为研究奥氏体型S30408不锈钢角焊缝连接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得焊缝连接试件在拉伸作用下的极限荷载,以及焊缝强度、焊缝随荷载的变形情况,并对焊缝的破坏状态进行了观察。试验结果表明：正面角焊缝连接接头焊缝断裂面呈底部垂直于芯板表面而上部接近30°斜截面的不规则撕裂状,其抗拉强度平均值742 MPa,焊缝平均变形量为2 875 mm。侧面角焊缝连接接头焊缝断裂面较为平整,接近45°理论值,其剪切强度平均为506 MPa,焊缝平均变形量为4 387 mm。正面角焊缝连接试件焊缝抗拉强度为侧面角焊缝连接试件剪切强度的1.47倍。正面角焊缝和侧面角焊缝连接试件承载力试验值均高于CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》和欧洲规范Eurocode 3的设计值,CECS 410:2015规程中对于正面角焊缝和侧面角焊缝连接试件承载力设计值的规定过于保守;欧洲规范Eurocode 3对正面角焊缝连接试件承载力设计值的规定也较为保守,而对侧面角焊缝连接试件承载力设计值的规定较为合理。     

浅析构件连接接头设计

起重机的构件连接接头形式对构件的疲劳强度有很大影响。构件连接接头的抗疲劳能力,取决于构件的工作级别、材料种类、应力变化情况及构件连接的应力集中等级。合理布置构件连接接头可有效提高构件的抗疲劳强度。本文以龙门起重机拉杆铰座的连接接头为例进行焊缝疲劳强度计算。通过改善焊缝连接接头形式,降低了其应力集中等级,有效提高了连接接头的抗疲劳能力。     

钢结构T型接头抗拉承载力研究

螺栓抗拉连接中撬力减少了连接节点的强度,对结构的性能产生不利影响。我国《钢结构高强螺栓连接技术规程》通过限制端板厚度来减少撬力的影响,文章通过有限元方法对T型连接接头抗拉性能进行分析,变换多个参数分析影响T型接头t承载力的因素,并和规范进行比对,分析规范的可靠程度。     

焊接接头预应力管桩耐久性研究

焊接接头预应力管桩耐久性主要涉及桩身、金属端头、焊接接头耐久性方面,管桩焊缝是管桩传力和保证桩体结构整体性的关键部位,常见施工行为下焊接接头焊缝存在质量隐患,将严重影响接头焊缝的耐久性,针对常见施工行为的焊接接头设计耐久性试验方案,焊接接头预应力管桩寿命评估应建立在特定条件下对管桩桩身、金属端头、连接焊缝等部件耐久性进行综合评价考虑,并从管桩生产、设计、施工环节有效改进管桩整体耐久性。     

双相型S22053不锈钢角焊缝连接拉伸试验研究

焊缝连接广泛应用于不锈钢结构生产和装配领域,但目前国内外专门关于不锈钢焊缝连接承载性能的研究较少。为研究国产双相型S22053不锈钢角焊缝搭接接头的承载性能,对6个正面角焊缝连接试件和5个侧面角焊缝连接试件进行了拉伸试验,测得了焊缝连接在拉伸作用下的极限荷载、极限强度等,并对焊缝随荷载的变形情况进行了测量。试验结果表明：正面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约29°,并非45°理论值,其极限强度平均值973MPa,焊缝平均变形量为1.139mm。侧面角焊缝连接试件破坏截面平均角度约46°,比较接近45°理论值,其极限强度平均为637MPa,焊缝平均变形量为1.792mm。正面角焊缝连接试件焊缝极限强度为侧面角焊缝连接试件的1.53倍。     

基于断裂模拟的高温下角焊缝接头承载性能研究

为准确预测火灾高温下正面角焊缝焊接接头的承载性能,结合已有高温下钢结构正面角焊缝焊接接头的拉伸试验数据,采用有限元数值分析方法,对20~700 ℃下20个焊脚尺寸均为12.7 mm的角焊缝焊接接头的断裂模式与实际承载性能进行研究。拟合高温作用下适用于断裂模拟的焊材熔敷金属真实应力-应变关系,标定高温下适用于焊材熔敷金属的剪切断裂模型材料参数,采用试验获得的荷载-位移曲线、断裂破坏模式以及AISC 360-10中的承载力计算方法对数值模拟结果进行验证。研究结果表明：高温作用下角焊缝焊接接头的断裂位置多发生在焊缝区,断裂从焊根部分开始并随荷载的增大向焊脚位置扩展;接头的极限承载力随着温度升高而减小,高温下接头的极限承载力可由断裂面面积及焊材抗拉强度确定;接头在高温作用下（大于500 ℃）的变形量超过5 mm,约为常温作用下的5倍;焊材的剪切断裂模型参数是其抗裂性能的重要参数,也是相应的焊接接头构件变形能力的重要指标,在高温作用下（大于500 ℃）,焊材断裂参数是其常温作用下的4.5倍。     

钢筋混凝土异形柱框架节点强度的研究

对１２个异形柱（Ｔ形、Ｌ形和十形）和４个矩形柱的足尺板柱节点和梁柱节点试件进行了反复荷载作用下受力过程和破坏特性的试验研究及分析对比。研究表明：在板的正常配筋条件下板柱节点是不会破坏的;四种截面形式柱中Ｌ形截面柱节点的承载力是最低的。通过试验和非线性有限元分析,对异形柱框架梁柱节点的强度提出了计算公式,计算结果和试验结果吻合较好。     

Q690高强钢板式加强型节点抗震性能研究

在抗震设防区,钢结构节点在具备足够承载力的同时应有良好的转动能力.板式加强型节点不仅能提高粱端的受弯承载力,使塑性铰转移到加强板以外位置,还能有效保证梁端焊缝不发生脆性破坏,提高节点的延性.通过对6个Q690高强钢板式加强型节点进行低周反复加载试验,分析不同加强形式、钢材强度等级和节点域补强措施等因素对节点性能的影响,...     

残损古建筑木结构单向直榫榫卯节点抗震性能试验研究

现存古建筑木结构均有不同程度的残损,而榫卯节点的残损对整体结构的安全性影响最大。为了研究不同残损类型、不同残损程度对单向直榫榫卯节点抗震性能的影响,制作了7个缩尺比例为1∶4.8的单向直榫榫卯节点模型,包括1个完好节点模型、3个人工模拟榫头真菌腐朽的残损节点模型和3个人工模拟榫头虫蛀的残损节点模型。榫头真菌腐朽和榫头虫蛀分别采用在榫头表面钻孔和在榫头钻通孔的方法来模拟。通过低周反复加载试验对单向直榫榫卯节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能性能等进行了研究。试验结果表明：单向直榫榫卯节点的破坏形态主要为榫头部分拔出、榫卯接触处挤压变形,柱和枋基本完好;所有节点的弯矩-转角滞回环形状呈反S形,且残损程度越大,滞回环捏拢效应越明显;残损节点的转动弯矩、刚度和耗能能力明显低于完好节点,且随着残损程度增加逐渐降低;相同残损程度的人工模拟真菌腐朽节点的弯矩和刚度大于人工模拟虫蛀节点,但耗能能力低于人工模拟虫蛀节点。     

Study on spatial effect of concrete-filled steel tubular KK-joints

为研究钢管混凝土空间相贯节点的空间效应,通过精细化有限元模拟对钢管混凝土空间相贯节点的受力性能进行了研究。建模时考虑了材料非线性、几何非线性、钢管与混凝土之间的接触非线性,建立了钢管混凝土KK形相贯节点的精确有限元模型,研究了空间效应对节点承载能力和破坏模式的影响。结果表明：钢管混凝土空间相贯节点的承载力远高于钢管空间相贯节点;钢管混凝土空间相贯节点和平面相贯节点的破坏模式相同,破坏模式有两种,一种是主管管壁冲剪破坏和受压支管屈服联合破坏,发生在支管管壁较薄的情况,另一种是主管管壁冲剪破坏;空间效应对钢管和钢管混凝土相贯节点承载力的影响不同,对于钢管混凝土相贯节点,支管空间夹角60°的节点承载力较平面节点有所降低,在设计时应该考虑空间效应的影响;空间效应对钢管混凝土空间相贯节点刚度影响不大。     

预应力混凝土空间节点抗震性能试验研究

通过4个模型节点的低周反复荷载试验,对预应力混凝土空间节点的破坏形态、特征荷载、恢复力模型、延性、耗能能力、变形恢复能力等进行了较为系统的研究。研究表明:核心区水平剪力-剪切角滞回曲线呈反S形,有一定的捏拢效应;节点核心区开裂较早,裂缝多且宽;环梁和环向预应力的约束能有效地改善空间节点的延性;双向地震作用下的预应力混凝土空间节点具有较大的水平受剪承载力以及良好的延性、耗能能力和变形恢复能力,但比相应的平面节点稍差;空间加载节点在主轴方向的受剪承载力小于相应的平面加载节点。     

钢骨钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁组合节点试验研究

结合钢骨混凝土和钢管混凝土的优点形成钢骨钢管混凝土柱,结合钢梁和混凝土梁的优点形成钢骨混凝土梁,为研究其组合而成的节点的力学性能,进行了两组共4个足尺的钢骨钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁组合节点在梁端低周反复荷载作用下的抗震性能试验。以组合柱与组合梁相对强度的变化为参数,设计一组为2个强节点试件,另一组为2个弱节点试件。试验结果表明,该类型的节点整体抗震性能优越,但节点试件的整体受力过程有所不同:强节点在试验初期的强度和刚度比弱节点低,但其滞回曲线呈饱满的纺锤形;节点后期的延性和耗能性能比弱节点优越。相比之下,强节点的设计更符合工程实际。而节点中的内钢骨起到了结构抗震设防的第二道防线的作用。     

空间RC框架夹心节点与传统节点抗震性能对比试验

为揭示钢筋混凝土框架夹心节点与传统节点抗震性能的差别,对空间中节点、空间端节点和空间角节点3组共6个试件进行对比试验,重点针对受力性能、变形性能、耗能性能以及梁筋粘结锚固性能进行对比分析。结果表明,夹心节点抗震性能稍劣于传统节点,但在保证抗剪承载力等性能的前提下用于工程实践是可行的。     

Seismic Performance of Steel Joints Between Double Beams and Column in Chinese Traditional Style Buildings

This paper presents experimental study and finite-element analysis (FEA) on seismic performance of steel joints between double beams and column (DBC) in Chinese traditional style buildings. Eight 1/2-scaled DBC joints were designed according to the principle of “strong-member and weak-joint” and tested under low cyclic reversed loading. The failure modes, hysteresis loops, skeleton curves, ductility and energy-dissipation capacity of the joints were analyzed. It is shown that the failure modes of the joints were shear buckling at lower panel zone, bending failure at middle panel zone, and welds fracturing at the panel zone of the joints. The section types of beams, axial compression ratio, and joint forms between double beams and column had significant impacts on the bearing capacity of the joints. The bearing capacity of the joints decreased as the axial compression ratio increased. Moreover, the bearing capacity of the joints with box beams was larger than that of the joints with H-section beams. Elaborate FEA models of the joints were presented, and a preliminary FEA was first performed to predict the mechanical properties and hysteretic behaviors of the joints. The results of FEA were correlated well with those of test, and the effect of the panel zone thickness on mechanical behaviors of the joints was analyzed, which indicated that the simplified FEA model could provide a powerful tool for future research in design methods of DBC joints in Chinese traditional style buildings.     

正交异性钢桥面板结构体系的疲劳破坏模式和抗力评估

正交异性钢桥面板的疲劳问题属于包含多疲劳破坏模式的结构体系疲劳问题。基于这一本质特性,以典型的正交异性钢桥面板结构体系为研究对象,由结构体系的主导疲劳破坏模式出发,提出正交异性钢桥面板结构体系疲劳抗力评估的新方法。以纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为主要研究对象,设计8个足尺节段模型,主要包括传统纵肋与顶板焊接细节、新型镦边纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节,通过模型试验研究了两类重要构造细节的主导疲劳破坏模式和实际疲劳抗力,在此基础上结合切口应力评估方法探讨正交异性钢桥面板构造细节切口应力S-N曲线方程、结构体系的主导疲劳破坏模式等关键问题。研究结果表明：传统纵肋与顶板焊接细节和新型镦边纵肋与顶板焊接细节的主导疲劳破坏模式均为疲劳裂纹萌生于焊根并沿顶板厚度方向扩展,二者的实际疲劳抗力基本相同;纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳破坏模式为焊趾开裂沿纵肋腹板方向扩展;对于研究对象而言,萌生于纵肋与顶板焊接细节焊根并沿顶板厚度方向扩展的疲劳破坏模式为控制结构体系疲劳抗力的主导疲劳破坏模式。     

单管塔节点刚度对整塔刚度的影响

单管塔常用的插接连接节点和法兰连接节点的刚度相对于连续塔体均有不同程度弱化,而目前单管塔的设计计算方法将整塔视为刚度连续构件,并未考虑节点刚度弱化对整塔刚度的影响。利用ANSYS有限元分析程序可以分析多种单管塔节点的节点刚度的弱化程度,采用适当简化方法可进一步分析考虑节点刚度弱化时整塔刚度变化,为实际工程设计提供参考。