内置加劲环K型管节点抗冲击性能研究

为揭示内置加劲环K型钢管节点在冲击荷载作用下的抗冲击工作机理,采用高性能落锤冲击试验机进行了4个内置加劲环和1个未加强K型管节点的抗冲击性能试验,得到节点的破坏模态并分析了冲击力时程曲线。建立内置加劲环K型管节点有限元数值分析模型,与试验结果对比验证模型可靠性。分析加劲环几何参数对节点冲击性能指标的影响和冲击能量的耗散机理。研究结果表明:内置加劲环可以增强节点的刚度和强度,加劲环宽度和厚度的增加均使K型管节点抵抗冲击荷载的能力有所提高,且加劲环厚度增大对提高节点抗冲击性能的效果要强于宽度;加劲环先于主管耗能,随着加劲环耗能能力达到峰值,主管开始逐步耗能并成为主要耗能构件;设置加劲环可增大K型管节点的耗能能力,加劲环宽度、厚度越大,节点的耗能量越大,主管的耗能量越少。基于K型管节点在静力荷载作用下的承载力计算公式,通过数值模拟分析得出带有加劲环节点的动力放大系数R,提出内置加劲环K型管节点抗冲击承载力计算公式,并验证公式的有效性。     

主管受拉的K形圆管节点抗冲击性能试验研究EI北大核心CSCD

管节点是钢管结构的传力构件,在撞击、爆炸等突发事故中,节点可能因受到冲击荷载而被破坏,严重时甚至会引起结构坍塌。为研究不同主管径厚比以及初始受力状态对节点抗冲击性能的影响,本文采用落锤试验机对两组主管径厚比不同的K形圆管节点进行了抗冲击性能试验研究。每组3个试件,其初始受力状态分别为:主管及支管未施加初始轴力、主管施加轴拉力两支管同时施加轴压力、主管施加轴拉力两支管分别施加轴拉力和压力。基于试验结果,比较了国内外相关规范的冲击承载力确定方法。研究结果表明:所有节点的破坏模态均主要表现为主管顶部受冲击区域的凹陷破坏;冲击过程中,初始受力状态相同时,主管径厚比较大的试件的主管局部凹陷变形与横向变形分别增大了19%和3%,冲击力峰值降低8%,冲击持时增加11%;主管径厚比相同的试件中,主管及支管未施加初始轴力的试件的主管局部凹陷变形最小,冲击力最大,冲击持时最短;将冲击力时程曲线平台值作为抗冲击承载力较为合适。