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钢管混凝土柱转换托架式节点有限元研究

姜俊铭 刘洪亮 陈桥生

姜俊铭, 刘洪亮, 陈桥生. 钢管混凝土柱转换托架式节点有限元研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(12): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS21021802
引用本文: 姜俊铭, 刘洪亮, 陈桥生. 钢管混凝土柱转换托架式节点有限元研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(12): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS21021802
Junming Jiang, Hongliang Liu, Qiaosheng Chen. Finite Element Analysis of Transfer-Bracket Joints of Concrete-Filled Steel Tubular Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(12): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS21021802
Citation: Junming Jiang, Hongliang Liu, Qiaosheng Chen. Finite Element Analysis of Transfer-Bracket Joints of Concrete-Filled Steel Tubular Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(12): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS21021802

钢管混凝土柱转换托架式节点有限元研究

doi: 10.13206/j.gjgS21021802
详细信息
    作者简介:

    姜俊铭,男,1989年出生,工程师。Email:jiangjunming@163.com

Finite Element Analysis of Transfer-Bracket Joints of Concrete-Filled Steel Tubular Columns

  • 摘要: 目前在钢箱梁的节点连接中,一般是将钢箱梁末端直接焊接到支撑钢构件的表面,这种连接方式不仅对焊接的技术要求很高,而且焊缝处也容易产生缺陷,造成焊缝开裂。针对钢箱梁焊接时存在的问题,研究了一种新型的装配式钢箱梁节点连接类型——转换托架式节点,它采用螺栓连接而非焊接的方式实现钢箱梁的安装,其中节点中所用螺栓为单边螺栓。转换托架式节点是在钢箱梁和钢管混凝土柱之间引入一个转换托架,其基本组成构件包括一个较短的中连梁和在中连梁两端分别焊接的一块端板,包括与钢箱梁连接的前端板和与钢管混凝土柱连接的后端板。根据连接方式的不同,转换托架式节点可分为牛腿式和外伸后端板式两种形式。
    首先给出了节点的详细构造,并验证了节点有限元模型的有效性;其次进行了细致的参数分析,研究了中连梁长度、翼缘厚度和宽度、端板厚度对节点性能的影响,并对比分析了两类节点的破坏模式。
    结果表明:转换托架式节点可能的破坏模式包括中连梁的大面积屈服破坏、下翼缘的受压屈曲、钢箱梁的屈服破坏、前端板的受拉破坏、后端板的受拉屈服变形过大、螺栓的受拉屈服;中连梁长度的增加对节点初始刚度和承载力的影响较小,但中连梁的长度会影响到梁上的应力分布,当长度增加时,梁上的应力水平会降低;但中连梁过长并不能有效提升节点的性能,故中连梁长度最小应能保证扭矩扳手的操作空间,最大不应影响钢箱梁力学性能的发挥;提高中连梁截面尺寸能够提高节点的承载力,随着截面尺寸的增大,梁的塑性铰会逐渐向钢箱梁上转移,通过改变中连梁的截面尺寸,可以达到控制塑性铰出现位置的目的;牛腿式节点中的后端板和外伸后端板式节点的前端板的厚度对节点性能的影响较小,而牛腿式节点中的前端板和外伸后端板式节点的后端板的厚度对节点性能的影响较大,板厚度不同时,节点的承载力曲线往往有较大差别。
  • [1] 李国强,段炼,陆烨,等.H型钢梁与矩形钢管柱外伸式端板单向螺栓连接节点承载力试验与理论研究[J].建筑结构学报,2015,36(9):91-100.
    [2] 李晓润.矩管柱及矩管混凝土柱与H形钢梁外联式节点抗震性能研究[D].北京:北京科技大学,2017.
    [3] 宗周红,林于东,林杰.矩形钢管混凝土柱与钢梁半刚性节点的抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2004,25(6):29-36.
    [4] Sheet I S,Gunasekaran U,Macrae G A.Experimental investigation of CFT column to steel beam connections under cyclic loading[J].Journal of Constructional Steel Research,2013,86(86):167-182.
    [5] Wang J F,Spencer B F.Experimental and analytical behavior of blind bolted moment connections[J].Journal of Constructional Steel Research,2013,82:33-47.
    [6] Hoang V L,Jaspart J P,Demonceau J F,et al.Use of long bolts for beam-to-concrete-filled rectangular hollow section column joints in seismic-resistant frames[J].Steel Construction (Design and Research),2016,9(4):305-314.
    [7] 周继忠,张士元,蔡雪峰,等.贝壳形钢屋盖大悬挑结构的有限元验算分析[J].土木工程学报,2007(11):64-67.
    [8] 吕建星.钢管混凝土柱-弧形钢箱梁框架结构细部节点做法探讨[C]//海峡两岸土木建筑学术研讨会论文集.合肥:2007.
    [9] 舒兴平,姚尧,卢倍嵘,等.大悬挑钢箱梁与折线形钢箱柱连接节点试验研究[J].建筑结构学报,2010,31(10):69-75.
    [10] 舒兴平,卢倍嵘,沈蒲生,等.大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架受力性能试验研究[J].建筑结构学报,2010,31(10):62-68.
    [11] 许宁,何勇,张建坤.长沙滨江文化园音乐厅工程施工测量技术[J].测绘地理信息,2010,35(2):23-24.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-18
  • 网络出版日期:  2022-03-12

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