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支主管夹角对X形圆钢管节点轴向传力的影响

2021-06-06赵必大刘成清吴剑国

西南交通大学学报 2021年2期
关键词:承载力有限元

赵必大 ,李 克 ,刘成清 ,吴剑国

(1. 浙江工业大学土木工程学院,浙江 杭州 310023;2. 西南交通大学土木工程学院,四川 成都 610031)

X形圆钢管相贯节点为钢管结构中常用但形式相对简单的一种连接节点. 工程应用中,此类节点主管两侧的支管往往具有相同的截面尺寸及承受相同大小的荷载(如相同轴力等),此外支、主管夹角θ往往不等于90°(即斜交)以获得更好的建筑美观. 斜交使得支管传来导致主管破坏的关键荷载(垂直主管轴线的荷载)从P降为Psinθ;支主管斜交也增加了支、主管的相贯线,使得传递到主管的荷载集度降低,有利于提高节点承载力. 但这种斜交也使得节点域的主管承受额外轴力和剪力,使得节点域受力更加复杂. 到目前为止,关于钢管节点静力性能及其加强措施的研究较多[1-9]. 但缺乏关于夹角对节点受力性能影响的全面研究,工程设计时简单地乘以因子1/sinθ,而将相贯线增加带来的有利影响和节点域受力复杂化带来的不利影响相互抵消,如基于Togo环模型[10]发展而来的现行规范关于X形圆钢管相贯节点承载力计算式[11-15]. 然而,当支主管夹角较小(45°甚至30°)时,由平行主管的分力Pcosθ引起的节点域额外轴力较大、且承受额外轴力和剪力的节点域范围亦扩大. 此时,节点受力性能与θ= 90° 节点存在较大差异,用简单的1/sinθ难以精确反映支管与主管斜交时对节点承载力的影响.

本文首先进行一个X形圆钢管相贯节点在支管轴压力作用下的试验,介绍节点测试……

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