复杂铸钢节点受力性能试验研究.pdf

第３９卷第１期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３９ Ｎｏ１ 　 ２００９年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊａｎ．２００９ 　　　　　　 复杂铸钢节点受力性能试验研究 王永泉　郭正兴　 罗　斌　张　晋　 顾洪波 （东南大学土木工程学院，南京２１００９６） 摘要：为掌握某机场连接楼桁架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能，采用有限元 数值分析方法并结合试验手段，对具有１２根多方向支管空心铸钢节点的受力性能进行了研究． 试验反力架设计为自平衡受力钢框架体系，试验荷载为１２倍最不利设计工况荷载，采用１２台 液压千斤顶进行了３次同步分级加载，测试了铸钢节点核心区和各支管的应力及主要支管的端 部变形．测试结果显示，加载过程中应力变化均呈线性，且卸载后主要支管端部变形以及各测点 应变均能够恢复初始值．铸钢节点在试验荷载下仍处于弹性受力阶段，测试结果与有限元分析结 果基本吻合．结合有限元分析与试验手段可全面把握复杂铸钢节点的应力分布规律及极限承载 力，并判定其在最不利设计工况下的安全度． 关键词：铸钢节点；试验；多支管；有限元；极限承载力 中图分类号：ＴＵ３９２３　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００９）０１００４７０６ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｌｅｘｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔ ＷａｎｇＹｏｎｇｑｕａｎ　ＧｕｏＺｈｅｎｇｘｉｎｇ　 ＬｕｏＢｉｎ　ＺｈａｎｇＪｉｎ　ＧｕＨｏｎｇｂｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｆｕｌｌｙｇｒａｓｐｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔｗｉｔｈ１２ｂｒａｎｃｈｐｉｐｅｓｕｎ ｄｅｒｔｈｅｍｏｓｔｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｉｎａｎａｉｒｐｏｒｔｔｅｒｍｉｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｏｔｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅａｎｓａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｕｎｔｅｒｆｏｒｃｅｆｒａｍｅｗａｓｄｅ ｓｉｇｎｅｄａｓｓｅｌｆｂａｌａｎｃｉｎｇｓｔｅｅｌｆｒａｍｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｔｅｓｔｌｏａｄｉｓ１２ｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｍｏｓｔｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅｄｅｓｉｇｎ ｌｏａｄ，ａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｌｏａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｈａｓｌｏａｄｉｎｇ３ｔｉｍｅｓ． Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎ ｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｖａｒｉａｔｉｏｎｉｓｌｉｎｅａｒ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｃａｎｒｅｓｅｔｉｎｉｔｉａｌ ｖａｌｕｅａｆｔｅｒｕｎｌｏａｄｉｎｇ．Ｔｈｅｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔｉｓｓｔｉｌｌｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｅｔｅｓｔｌｏａｄ．Ｔｈｅｒｅ ｓｕｌｔｓｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｅｓｔ ｗｉｔｈｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｃａｎｆｕｌｌｙｇｒａｓｐｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｊｏｉｎｔ，ａｎｄｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｔｓｔｅｅｌｊｏｉｎｔ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｍｕｌｔｉｂｒａｎｃｈｐｉｐｅ；ｆ