内置加劲板T型方钢管节点抗震性能的试验研究

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钢管结构因外形美观、构造简洁、自重轻、力学性能好等优点,在工程建设中得到了广泛的应用。T型方钢管相贯节点在钢结构工程中是一种很常见的结构类型。T型方钢管的支管在承受轴向荷载时,主支管相贯处的主管上翼缘和腹板容易出现较大的变形,主支管相贯处是薄弱部位,因此需要对相贯节点进行相应地加固。在主管内部设置加劲板的方式不仅能够提高节点的强度和刚度,同时又不影响结构的整体外观。国内外的专家学者对T型方钢管加固节点进行了许多理论分析和试验研究,取得了大量的成果。但目前对相贯节点的研究多是针对节点的静力承载能力,针对加劲节点在循环荷载作用下滞回性能的研究还相对较少。因此,本文对内加劲板T型方钢管节点的滞回性能进行了试验研究。本文对2个未加劲和4个内置单加劲板的T型方钢管试件进行了低周反复荷载试验。通过试验,分析了试件的破坏形态和破坏模式,并根据试验数据研究了节点的滞回性能、承载能力、变形能力、能量耗散和节点局部刚度。试验结果表明:(1)在循环荷载作用下,未加劲试件沿主管长度方向的两条焊缝开裂,主管上管壁发生剪切破坏,未加劲节点的承载力低、延性差、耗能作用不明显。(2)在主管内部设置单加劲板后,可避免试件在受反复荷载时主支管连接处焊缝较早开裂的问题,增大节点的延性、耗能能力等。(3)设置加劲板的节点承载能力比未加劲节点有显著的提高;加劲试件的滞回曲线更饱满,滞回环面积更大,因此内置加劲板加固节点能够提高节点的抗震性能;加劲试件的变形能力提高明显;节点的耗能作用好于对应未加强节点试件;节点的局部刚度较对应未加劲节点有明显的提高。(4)通过对加劲试件的各项数据对比发现:不论是否设置加劲板,β值较大的节点试件比β值较小的具有更好的抗震性能、承载能力、延性、耗散性能;主支管尺寸相同时,开孔尺寸小的加劲板对节点性能的提高程度更大。
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