箱形柱钢框架边柱节点性能的试验研究

摘要

箱形柱或H形柱与工字形梁刚性连接节点，是钢框架结构中常用的节点形式。箱形截面以其平面内具有双向等稳定性、截面具有较好的抗扭刚度等优点，在实际工程中，得到了大量的应用。为有效传递梁端弯矩，柱与梁上、下翼缘连接对应位置一般应设置横向加劲板。然而，当梁柱节点受力较小或构造上不能满足时，有时也不设加劲板。我国《钢结构设计规范》GB50017-2003针对此类节点分别给出了与梁受拉翼缘及受压翼缘交接处柱翼缘及腹板需满足的条件，但规范条文来源于对H形柱梁柱节点的受力分析。对于箱形柱，由于其受力模型有本质上的差异，因而不能直接套用。 本文的目的：就是通过梁柱节点静力破坏试验，取不设置横向加劲板的箱形柱与工字形钢梁连接的边柱全焊接节点为研究对象，对节点的受力性能作了如下研究工作： 通过3个缩尺不设置横向加劲板的箱形柱与工字形钢梁连接的边柱全焊接节点的静力破坏试验，着重研究梁柱节点的两种破坏模式，并分析了板域的应力分布特点。最后，建立在试验数据的综合处理分析的基础上得出以下结论：与柱连接部位的梁翼缘的应力分布极不均匀，其中，受压一侧比受拉一侧的更加明显；说明虽然柱的翼缘板较厚，但仍然不能作为完全刚性节点。对承受节点弯矩的梁柱节点，柱翼缘板上的应力影响区高度约为三倍梁高距离。柱不直接受力翼缘几乎没有参与节点受力。与梁受拉翼缘连接处柱翼缘板应力沿宽度方向分布不均匀，而与梁受压翼缘连接处的柱翼缘板，应力沿宽度方向分布不均匀程度更明显。对于箱形柱与H形梁刚性连接，不设横向加劲肋时，柱翼缘受拉区和受压区的应力分布与传递相同，需要满足的条件相同。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1选题背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的目的

1.4本文研究的内容

2箱形柱钢框架边节点性能的试验研究

2.1箱形柱钢框架边节点性能试验研究的目的

2.2试验方案的确定

2.3试件设计

2.3.1相似理论

2.3.2试件尺寸

2.3.3试件制作

2.4试验加载装置与加载制度

2.4.1加载装置

2.4.2加载制度

2.5试验测定装置和数据采集方法

2.5.1量测内容

2.5.2量测方法和装置

2.6本章小结

3试验现象及破坏模式

3.1试件的材料性能

3.2试件JD-1的试验现象和破坏模式

3.3试件JD-2的试验现象和破坏模式

3.4试件JD-3的试验现象和破坏模式

3.5本章小结

4试验结果及数据分析

4.1试件JD-1数据分析

4.1.1节点的M-θ曲线

4.1.2柱与梁受压受拉翼缘相连处的M-△曲线

4.1.3节点区的应力

4.2试件JD-2数据分析

4.2.1节点的M-θ曲线

4.2.2节点区的应力

4.3试件JD-3数据分析

4.3.1节点的M-θ曲线

4.3.2节点区的应力

4.4试验数据对比分析

4.4.1梁翼缘的受力特点

4.4.2柱翼缘的受力特点

4.4.3柱腹板的受力特点

4.5本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录