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摘要:本文对冷弯薄壁型钢抗弯斜节点的抗震性能进行了试验研究。通过对六个梁柱斜节点的拟静力试验,得出节点在低周反复荷载作用下各连接组件板域的应变分布以及节点板厚度、螺栓间距对节点受力性能的影响。根据试验结果,探讨了构造对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响。
关键词:冷弯薄壁C型钢高强螺栓连接抗弯斜节点抗震性能
Abstract:In this paper, we introduced the inclined nodes of cold-formed steel C, whoseseismic behavior were studied in our experimentation. From the six specimen, which loaded the low-cyclic loading in the quasi-static test and in the low-cycle loading, we have observed the impact of the nodes mechanical properties, which have the different components of the strain distribution plate, gusset plate thickness, and bolt spacing on the node. And in accordance with test results, the paper discussed the effect of this specimen structure on the node bearing capacity, stiffness, ductility and energy performance.
Key Words:cold-formed steel C;high-strength bolted connections;moment connections;seismic performance;
中图分类号:U452.2+8 文献标识码:A 文章编号:
引言
冷弯型钢指将薄钢板或带钢在常温状态下通过辊轧或冲压冷弯成各种形状的截面型钢。冷弯型钢具有强度高、自重轻、工厂化程度高、安装简便、截面形式合理、防腐性能好等诸多优点,因此,冷弯型钢被广泛地应用到建筑领域。
节点作为冷弯薄壁型钢结构体系传力的核心构件,是研究这种结构体系的重要组成部分。国内外都对节点进行了深入的研究,如香港理工大学的钟国辉(K.F.Chung)[1]、B.P. Lim和D.A. Nethercot[2] [3]等人都进行过这方面的研究。
目前国内对冷弯型钢节点的研究主要集中在连接的强度和刚度上,关于抗震性能的研究还较少。本文作者通过试验对冷弯C型钢抗弯斜节点的抗震性能进行了研究。
C型冷弯型钢抗弯斜节点试验
1.1试验概况
本试验构件采用C型冷弯型钢梁柱斜节点。试件构造是通过摩擦型高强螺栓将两块C型冷弯型钢以背靠背的形式连接在一起,梁柱的节点处中间夹有钢板来作为节点板,高强螺栓将节点板和两块C型冷弯型钢紧紧的连接在一起。通常屋面坡度采取为10°,根据屋面坡度设置了梁柱节点处夹角为100°,从而构成C型冷弯型钢梁柱斜节点的构造形式。
本试验将主要考虑螺栓间距和节点板厚度对梁柱节点的转动能力和抗震性能的影响。准备进行6个C型钢梁柱节点试件在低周反复荷载作用下的拟静力试验,研究各组件板域的应变分布以及节点板板厚以及螺栓间距等因素对节点区域受力性能的影响,得到节点在反复荷载作用下的和滞回曲线,对此类节点的破坏机理、承載力退化、刚度退化、延性及耗能性能进行相应的探索性分析。
1.2试件设计
本试验设计了6个冷弯型钢梁柱节点,节点的构造采用两块C型冷弯薄壁型钢以背靠背的形式之间夹有钢板,通过高强螺栓进行连接。梁柱截面形式一样,均为双肢C型钢背靠背用螺栓连接而成,C型钢截面尺寸为C160×60×20×2.0,卷边半径为6mm;节点板为曲线多边形,热轧钢板,其上边界和梁上翼缘平齐,加腋在梁下;螺栓均采用8.8级Φ16高强螺栓连接副。在设计荷载作用下,按照拼接中心处的实际受力进行设计[5],未考虑地震作用。设计简图如图1所示,各构件参数见表1。
为了保证构件的质量,全部构件的部件在加工厂制作完成后,再运到实验室进行组装,充分保证了试验要求。试件中梁和柱采用螺栓连接,连接时按照工程施工做法。为了便于稳固柱构件,柱端用钢板焊死,保证柱构件平面内外的抗弯刚度。
图1试件设计图
表1试件参数
注:试件编号中,B为“bolted cold-formed steel joint”的缩写,160_4表示螺栓间距160mm,节点板厚度4mm,下同。
1.3试验加载装置和加载制度
1.3.1试验加载装置
试验加载装置如图2。加载设备为:30吨推拉千斤顶一个、油泵一台;反力装置为:水平限位梁两个,试件压梁一个,C60高强混凝土试块2个,限位轨道梁两根,支撑架一个。
图2试验加载装置简图
试件柱端由地面固定支座(两根水平限位梁)限制其水平位移及转角,柱下(距柱端800mm处)垫高强混凝土试块若干个作为构件竖向支撑,上面再用压梁压住,以限制其竖向位移。千斤顶两端均为铰接,一端为反力墙,一端为试件梁端的加载铰。由于试件的平面外抗弯、抗扭能力较差,为了保证试件平面内受荷,在试件梁的上部沿加载方向设置两根限位轨道梁,保证试件只能沿加载方向移动,避免因为试件的原始缺陷导致的平面外抗弯、抗扭刚度不足而产生的过大位移,引起试验失败。
1.3.2 试验加载制度
根据《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96) [5]的要求,试验开始前首先给试件进行反复预加载试验两次,使得试验各部件协调工作后,在梁端施加低周反复荷载进行试验。加载使用力-位移混合控制。先使用力控制,分级加载,力的加载步长取2.5kN,逐级递增循环一次;当试件屈服后,力很难保持稳定在一个数据上,改用位移控制。位移控制同样采用分级加载的方式,为了便于在函数记录仪上加载控制,加载步长取8mm(约等于屈服位移和滑移位移),每级循环3次。观察和记录试件破坏的全过程,直到荷载值降到极限荷载的一半以下终止试验。
试验现象
试验的6个试件,其试验过程均非常相似。从加载初期直到到达极限荷载的过程中,试件梁端随千斤顶往复移动,其它部位并无明显的变形,当加载到13kN左右时,C型钢B-B截面(图1)附近节点板有测点屈服,随之加载,节点板开始出现形变,当加载到极限值的约80%时,试件在进行推进加载时,节点板发生向外的鼓曲变形增加,C型钢在A-A截面附近的翼缘出现了屈曲现象,此时,相关测点均已屈服。当位移继续增大时,节点板发生平面外的弯曲扭转。总的来说,试件在荷载推进的承载能力略低于荷载在拉伸时的承载能力。试件B160_6,B200_6和B240_6,由于节点板较厚,承载能力要好于另外的三个试件。
试验结果
3.1滞回曲线
根据采集的数据可以得到试件的梁端荷载-梁端位移(P-Δ)曲线,各构件滞回曲线见图3。
(a)B160_4(b)B160_6
(c)B200_4 (d) B200_6
(e)B240_4(f)B240_6
图3 各试件的滞回曲线
3.2骨架曲线
骨架曲线[6]在研究非弹性地震反应时是很重要的,它是每次循环的滞回曲线达到最大峰点的迹线,在任一时刻的运动中,峰点不能超过骨架曲线。连接滞回曲线各加载级第一次循环的峰点可以得到试件的骨架曲线,如图4所示。
图4各试件的骨架曲线
从图4可以看出:(1)试件在低周反复荷载作用下,都经历了弹性极限点、最大荷载点。但在反复荷载作用的两个方向上,试件的受力特点在推力过程和拉力过程却有不同。(2)在弹性极限点前,试件的骨架曲线基本为一直线,试件的变形基本上呈现弹性性质;伴随着进一步加载,骨架曲线开始弯曲,位移开始沿着骨架曲线的第二段增加,荷载增长滞后于变形,试件刚度进一步降低,位移进一步增加,直至达到最大荷载点。随后变形增长远远大于荷载递减速度,直至试验终止。
3.3试验结果分析:
3.3.1延性
框架结构的抗震设计要求梁柱节点具有一定的延性,所谓延性是指截面或构件在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力,其含义是构件破坏以前截面或构件能够承受最大的塑性变形。节点延性的好坏可以用延性系数来表示,文献[5]规定延性系数为:
(1)
其中,为构件的承载能力下降到85%极限承载能力时的极限位移,为屈服位移。
通过式(1)计算得几个试件的延性系数在2.84~5.57之间,虽然大于一般混凝土结构所要求的延性系數2.0,但和其它结构如轻钢结构端板连接节点、文献[7]的冷弯型钢双腹板上下角钢连接节点及钢管混凝土梁柱节点[8]相比,延性稍差,主要表现在推力加载过程中,这是这种构造节点的缺点。各试件在推力的过程中的延性系数要比拉力的过程略低,但在拉力加载过程当中,各试件的延性表现良好。
3.3.2 承载力退化
试件达到最大荷载后,加载位移不变,随循环次数的增加,其承载力也越来越小。试件的承载能力降低性能应用同一级加载各次循环所得的承载能力降低系数来进行比较,文献[5]定义承载力退化系数为(2)式:
(2)
式中,为位移延性系数为时,第次循环峰点荷载值;为位移延性系数为时,第次循环峰点荷载值。
通过式(2)计算得各试件承载力退化系数在0.84~0.99之间,平均在0.95左右,承载力退化稳定,说明循环次数对试件承载力影响较小。
3.3.3 刚度退化
框架节点的初始转动刚度是进行框架结构分析的基础,它不仅是决定梁端弯矩分配的依据,同时它也反应了梁端对柱端的约束程度,这将直接影响柱子的计算长度,因此对节点刚度及其变化的研究十分必要。文献[5]给出了割线刚度的计算方法:
(3)
式中,为第次峰点荷载值;为第次峰点位移值。
图5各试件节点刚度退化图
所有试件经过每一级的循环加载后,刚度退化都比较大。且在每一级的3次循环加载也都具有相应的刚度退化,但退化速度趋于均匀平缓。经过分析,在螺栓不产生滑移的情况下,节点的刚度是主要由垫板厚度和螺栓间距来决定的,垫板厚度较大的试件要比垫板厚度较小的试件刚度退化的幅度均匀。且当产生螺栓滑移时,也势必使构件刚度突降。
作者采用荷载控制阶段的各级刚度和变形控制的第一循环刚度绘制各试件的节点刚度退化图(图5)。
3.3.4能量耗散
为了更清楚地分析和比较各节点的抗震性能,需考虑结构耗能特性和结构的阻尼,它们是结构恢复力特性的重要内容,也是衡量结构抗震性能的重要指标。耗能的大小采用耗能耗散系数表示[5]。等效粘滞阻尼系数=E/2π。某一循环的耗能系数E为
(4)
S1为滞回曲线一个循环所包围的面积,是结构一个循环所耗散的能量;S2为与本结构相同的线弹性体所吸收的能量。
试件在达到破坏时he为0.28~0.32,而钢筋混凝土节点仅为0.1~0.2,型钢混凝土节点为0.3左右,双腹板、顶底角钢半刚性节点为0.12~0.20。可见,该种节点的耗能能力是钢筋混凝土节点的3倍多,并不小于型钢混凝土节点的耗能能力,耗能性能较好。
试验结论
本试验的6个冷弯薄壁型钢抗弯节点具有承载力退化稳定、初始刚度退化明显、位移控制阶段刚度退化平缓、耗能性好、延性与其他轻钢结构基本持平等特点,其中同一节点板厚度的试件承载力随螺栓间距的加大呈逐步递增的趋势,推力加载中的承载能力要比拉力过程的要低。在本试验中由于节点板的承载力不高,没有发生孔壁挤压破坏。由试验数据可知,随着节点板厚度的增加,构件的破坏形式也由节点板抗弯承载力破坏转向C型钢抗弯承载力破坏。本试验所用节点板形状受力性能较好,和T形节点板相比,本试验的节点板因为加腋没有凹角,避免了应力集中的产生,能够有效的传递了梁柱弯矩。试件中节点板的板厚为4~6mm,试验过程中所有的节点板无论是在荷载上升阶段还是下降阶段,可以看出均已屈服,说明节点板的厚度相对于C型钢的厚度而言在节点的构造形式上正好匹配。为了提高构件在推力加载过程中的承载能力,作者建议可将节点板延着边沿设置加劲肋,以增强其抗弯能力。
参 考 文 献
[1] M.F. Wong,K.F. Chung ,Structuralbehaviour
of bolted moment connections incold-formed
steelbeam-column sub-frames[J], Journal of
Constructional Steel Research,2002, vol.58,
no.2, 253~274.
[2] J.B.P. Lim; D.A. Nethercot Ultimate strength of
bolted moment-connections between cold-formed
steel members[J],Thin-Walled
Structures,Vol.41(2003),1019~1039.
[3] J.B.P. Lim; D.A. Nethercot Stiffness prediction
for bolted moment-connections between
cold-formed steel members[J],Journal of
Construction Steel Research ,60(2004), 85~107.
[4] 陈绍蕃主编,钢结构(第二版) [M].中国建筑工业
出版社北京1996
[5] 《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)
[6] 姚谦峰,陈平,土木工程结构试验[M],中国建筑工
业出版社2001.7
[7] 王军.冷弯薄壁型钢框架半刚性节点动力性能试验
研究及有限元分析[D].重庆大学硕士论文,2005
[8] 高春彦.矩形钢管混凝土梁柱节点抗震性能的试验
研究[D].内蒙古科技大学硕士论文,2007
[9] 乔存怀.钢板连接对冷弯薄壁C型钢梁柱节点的受
力影响及有限元分析[D].重庆大学硕士论文,2006
作者简介:
程昆(1988-)男,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院
叶赟(1986-)男,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院
王博(1986-)女,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院
关键词:冷弯薄壁C型钢高强螺栓连接抗弯斜节点抗震性能
Abstract:In this paper, we introduced the inclined nodes of cold-formed steel C, whoseseismic behavior were studied in our experimentation. From the six specimen, which loaded the low-cyclic loading in the quasi-static test and in the low-cycle loading, we have observed the impact of the nodes mechanical properties, which have the different components of the strain distribution plate, gusset plate thickness, and bolt spacing on the node. And in accordance with test results, the paper discussed the effect of this specimen structure on the node bearing capacity, stiffness, ductility and energy performance.
Key Words:cold-formed steel C;high-strength bolted connections;moment connections;seismic performance;
中图分类号:U452.2+8 文献标识码:A 文章编号:
引言
冷弯型钢指将薄钢板或带钢在常温状态下通过辊轧或冲压冷弯成各种形状的截面型钢。冷弯型钢具有强度高、自重轻、工厂化程度高、安装简便、截面形式合理、防腐性能好等诸多优点,因此,冷弯型钢被广泛地应用到建筑领域。
节点作为冷弯薄壁型钢结构体系传力的核心构件,是研究这种结构体系的重要组成部分。国内外都对节点进行了深入的研究,如香港理工大学的钟国辉(K.F.Chung)[1]、B.P. Lim和D.A. Nethercot[2] [3]等人都进行过这方面的研究。
目前国内对冷弯型钢节点的研究主要集中在连接的强度和刚度上,关于抗震性能的研究还较少。本文作者通过试验对冷弯C型钢抗弯斜节点的抗震性能进行了研究。
C型冷弯型钢抗弯斜节点试验
1.1试验概况
本试验构件采用C型冷弯型钢梁柱斜节点。试件构造是通过摩擦型高强螺栓将两块C型冷弯型钢以背靠背的形式连接在一起,梁柱的节点处中间夹有钢板来作为节点板,高强螺栓将节点板和两块C型冷弯型钢紧紧的连接在一起。通常屋面坡度采取为10°,根据屋面坡度设置了梁柱节点处夹角为100°,从而构成C型冷弯型钢梁柱斜节点的构造形式。
本试验将主要考虑螺栓间距和节点板厚度对梁柱节点的转动能力和抗震性能的影响。准备进行6个C型钢梁柱节点试件在低周反复荷载作用下的拟静力试验,研究各组件板域的应变分布以及节点板板厚以及螺栓间距等因素对节点区域受力性能的影响,得到节点在反复荷载作用下的和滞回曲线,对此类节点的破坏机理、承載力退化、刚度退化、延性及耗能性能进行相应的探索性分析。
1.2试件设计
本试验设计了6个冷弯型钢梁柱节点,节点的构造采用两块C型冷弯薄壁型钢以背靠背的形式之间夹有钢板,通过高强螺栓进行连接。梁柱截面形式一样,均为双肢C型钢背靠背用螺栓连接而成,C型钢截面尺寸为C160×60×20×2.0,卷边半径为6mm;节点板为曲线多边形,热轧钢板,其上边界和梁上翼缘平齐,加腋在梁下;螺栓均采用8.8级Φ16高强螺栓连接副。在设计荷载作用下,按照拼接中心处的实际受力进行设计[5],未考虑地震作用。设计简图如图1所示,各构件参数见表1。
为了保证构件的质量,全部构件的部件在加工厂制作完成后,再运到实验室进行组装,充分保证了试验要求。试件中梁和柱采用螺栓连接,连接时按照工程施工做法。为了便于稳固柱构件,柱端用钢板焊死,保证柱构件平面内外的抗弯刚度。
图1试件设计图
表1试件参数
注:试件编号中,B为“bolted cold-formed steel joint”的缩写,160_4表示螺栓间距160mm,节点板厚度4mm,下同。
1.3试验加载装置和加载制度
1.3.1试验加载装置
试验加载装置如图2。加载设备为:30吨推拉千斤顶一个、油泵一台;反力装置为:水平限位梁两个,试件压梁一个,C60高强混凝土试块2个,限位轨道梁两根,支撑架一个。
图2试验加载装置简图
试件柱端由地面固定支座(两根水平限位梁)限制其水平位移及转角,柱下(距柱端800mm处)垫高强混凝土试块若干个作为构件竖向支撑,上面再用压梁压住,以限制其竖向位移。千斤顶两端均为铰接,一端为反力墙,一端为试件梁端的加载铰。由于试件的平面外抗弯、抗扭能力较差,为了保证试件平面内受荷,在试件梁的上部沿加载方向设置两根限位轨道梁,保证试件只能沿加载方向移动,避免因为试件的原始缺陷导致的平面外抗弯、抗扭刚度不足而产生的过大位移,引起试验失败。
1.3.2 试验加载制度
根据《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96) [5]的要求,试验开始前首先给试件进行反复预加载试验两次,使得试验各部件协调工作后,在梁端施加低周反复荷载进行试验。加载使用力-位移混合控制。先使用力控制,分级加载,力的加载步长取2.5kN,逐级递增循环一次;当试件屈服后,力很难保持稳定在一个数据上,改用位移控制。位移控制同样采用分级加载的方式,为了便于在函数记录仪上加载控制,加载步长取8mm(约等于屈服位移和滑移位移),每级循环3次。观察和记录试件破坏的全过程,直到荷载值降到极限荷载的一半以下终止试验。
试验现象
试验的6个试件,其试验过程均非常相似。从加载初期直到到达极限荷载的过程中,试件梁端随千斤顶往复移动,其它部位并无明显的变形,当加载到13kN左右时,C型钢B-B截面(图1)附近节点板有测点屈服,随之加载,节点板开始出现形变,当加载到极限值的约80%时,试件在进行推进加载时,节点板发生向外的鼓曲变形增加,C型钢在A-A截面附近的翼缘出现了屈曲现象,此时,相关测点均已屈服。当位移继续增大时,节点板发生平面外的弯曲扭转。总的来说,试件在荷载推进的承载能力略低于荷载在拉伸时的承载能力。试件B160_6,B200_6和B240_6,由于节点板较厚,承载能力要好于另外的三个试件。
试验结果
3.1滞回曲线
根据采集的数据可以得到试件的梁端荷载-梁端位移(P-Δ)曲线,各构件滞回曲线见图3。
(a)B160_4(b)B160_6
(c)B200_4 (d) B200_6
(e)B240_4(f)B240_6
图3 各试件的滞回曲线
3.2骨架曲线
骨架曲线[6]在研究非弹性地震反应时是很重要的,它是每次循环的滞回曲线达到最大峰点的迹线,在任一时刻的运动中,峰点不能超过骨架曲线。连接滞回曲线各加载级第一次循环的峰点可以得到试件的骨架曲线,如图4所示。
图4各试件的骨架曲线
从图4可以看出:(1)试件在低周反复荷载作用下,都经历了弹性极限点、最大荷载点。但在反复荷载作用的两个方向上,试件的受力特点在推力过程和拉力过程却有不同。(2)在弹性极限点前,试件的骨架曲线基本为一直线,试件的变形基本上呈现弹性性质;伴随着进一步加载,骨架曲线开始弯曲,位移开始沿着骨架曲线的第二段增加,荷载增长滞后于变形,试件刚度进一步降低,位移进一步增加,直至达到最大荷载点。随后变形增长远远大于荷载递减速度,直至试验终止。
3.3试验结果分析:
3.3.1延性
框架结构的抗震设计要求梁柱节点具有一定的延性,所谓延性是指截面或构件在承载能力没有显著下降的情况下承受变形的能力,其含义是构件破坏以前截面或构件能够承受最大的塑性变形。节点延性的好坏可以用延性系数来表示,文献[5]规定延性系数为:
(1)
其中,为构件的承载能力下降到85%极限承载能力时的极限位移,为屈服位移。
通过式(1)计算得几个试件的延性系数在2.84~5.57之间,虽然大于一般混凝土结构所要求的延性系數2.0,但和其它结构如轻钢结构端板连接节点、文献[7]的冷弯型钢双腹板上下角钢连接节点及钢管混凝土梁柱节点[8]相比,延性稍差,主要表现在推力加载过程中,这是这种构造节点的缺点。各试件在推力的过程中的延性系数要比拉力的过程略低,但在拉力加载过程当中,各试件的延性表现良好。
3.3.2 承载力退化
试件达到最大荷载后,加载位移不变,随循环次数的增加,其承载力也越来越小。试件的承载能力降低性能应用同一级加载各次循环所得的承载能力降低系数来进行比较,文献[5]定义承载力退化系数为(2)式:
(2)
式中,为位移延性系数为时,第次循环峰点荷载值;为位移延性系数为时,第次循环峰点荷载值。
通过式(2)计算得各试件承载力退化系数在0.84~0.99之间,平均在0.95左右,承载力退化稳定,说明循环次数对试件承载力影响较小。
3.3.3 刚度退化
框架节点的初始转动刚度是进行框架结构分析的基础,它不仅是决定梁端弯矩分配的依据,同时它也反应了梁端对柱端的约束程度,这将直接影响柱子的计算长度,因此对节点刚度及其变化的研究十分必要。文献[5]给出了割线刚度的计算方法:
(3)
式中,为第次峰点荷载值;为第次峰点位移值。
图5各试件节点刚度退化图
所有试件经过每一级的循环加载后,刚度退化都比较大。且在每一级的3次循环加载也都具有相应的刚度退化,但退化速度趋于均匀平缓。经过分析,在螺栓不产生滑移的情况下,节点的刚度是主要由垫板厚度和螺栓间距来决定的,垫板厚度较大的试件要比垫板厚度较小的试件刚度退化的幅度均匀。且当产生螺栓滑移时,也势必使构件刚度突降。
作者采用荷载控制阶段的各级刚度和变形控制的第一循环刚度绘制各试件的节点刚度退化图(图5)。
3.3.4能量耗散
为了更清楚地分析和比较各节点的抗震性能,需考虑结构耗能特性和结构的阻尼,它们是结构恢复力特性的重要内容,也是衡量结构抗震性能的重要指标。耗能的大小采用耗能耗散系数表示[5]。等效粘滞阻尼系数=E/2π。某一循环的耗能系数E为
(4)
S1为滞回曲线一个循环所包围的面积,是结构一个循环所耗散的能量;S2为与本结构相同的线弹性体所吸收的能量。
试件在达到破坏时he为0.28~0.32,而钢筋混凝土节点仅为0.1~0.2,型钢混凝土节点为0.3左右,双腹板、顶底角钢半刚性节点为0.12~0.20。可见,该种节点的耗能能力是钢筋混凝土节点的3倍多,并不小于型钢混凝土节点的耗能能力,耗能性能较好。
试验结论
本试验的6个冷弯薄壁型钢抗弯节点具有承载力退化稳定、初始刚度退化明显、位移控制阶段刚度退化平缓、耗能性好、延性与其他轻钢结构基本持平等特点,其中同一节点板厚度的试件承载力随螺栓间距的加大呈逐步递增的趋势,推力加载中的承载能力要比拉力过程的要低。在本试验中由于节点板的承载力不高,没有发生孔壁挤压破坏。由试验数据可知,随着节点板厚度的增加,构件的破坏形式也由节点板抗弯承载力破坏转向C型钢抗弯承载力破坏。本试验所用节点板形状受力性能较好,和T形节点板相比,本试验的节点板因为加腋没有凹角,避免了应力集中的产生,能够有效的传递了梁柱弯矩。试件中节点板的板厚为4~6mm,试验过程中所有的节点板无论是在荷载上升阶段还是下降阶段,可以看出均已屈服,说明节点板的厚度相对于C型钢的厚度而言在节点的构造形式上正好匹配。为了提高构件在推力加载过程中的承载能力,作者建议可将节点板延着边沿设置加劲肋,以增强其抗弯能力。
参 考 文 献
[1] M.F. Wong,K.F. Chung ,Structuralbehaviour
of bolted moment connections incold-formed
steelbeam-column sub-frames[J], Journal of
Constructional Steel Research,2002, vol.58,
no.2, 253~274.
[2] J.B.P. Lim; D.A. Nethercot Ultimate strength of
bolted moment-connections between cold-formed
steel members[J],Thin-Walled
Structures,Vol.41(2003),1019~1039.
[3] J.B.P. Lim; D.A. Nethercot Stiffness prediction
for bolted moment-connections between
cold-formed steel members[J],Journal of
Construction Steel Research ,60(2004), 85~107.
[4] 陈绍蕃主编,钢结构(第二版) [M].中国建筑工业
出版社北京1996
[5] 《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)
[6] 姚谦峰,陈平,土木工程结构试验[M],中国建筑工
业出版社2001.7
[7] 王军.冷弯薄壁型钢框架半刚性节点动力性能试验
研究及有限元分析[D].重庆大学硕士论文,2005
[8] 高春彦.矩形钢管混凝土梁柱节点抗震性能的试验
研究[D].内蒙古科技大学硕士论文,2007
[9] 乔存怀.钢板连接对冷弯薄壁C型钢梁柱节点的受
力影响及有限元分析[D].重庆大学硕士论文,2006
作者简介:
程昆(1988-)男,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院
叶赟(1986-)男,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院
王博(1986-)女,硕士研究生,内蒙古科技大学建筑与土木工程学院