单槽齿承插式节点的弹塑性试验研究.docx

单槽齿承插式节点的弹塑性试验研究赵才其 刘文学 赵惠麟( 东南 单槽齿承插式节点的弹塑性试验研究 赵才其 刘文学 赵惠麟 ( 东南大学土木工程学院 南京 210096) 摘 要 : 在分析国内外现有网架( 壳) 节点的基础上 ,提出了一种新型单槽齿承插式节点。为了解其 破坏机理、工作性状及承载能力 ,对节点进行了空间受力状态下的弹塑性试验研究 ,为今后应用于实际工程 提供了可靠依据。 关键词 : 单槽齿节点 弹塑性 空间受力试验 EL ASTICΟPL ASTIC EXPERIM ENTAL RESEA RC H O N THE SINGL E2TRO UGH NOD E Zhao Caiqi Liu Wenxue Zhao Huilin ( College of Civil Eng. So ut heast U niversit y Nanjing 210096) Abstract : A new kind of grid2shell no de named single2t ro ugh no de is discussed in t his paper . In o rder to realise it s dest ructive mechanism ,wo r king state and bearing capacit y ,elastic2plastic experiment o n t he single2t ro ugh no de is researched in t he t hree2dimensio nal st resses. It is helpf ul fo r engineering designers. Key words : single2t ro ugh no de elastic2plastic t hree2dimensio nal st resses 国外从 40 年代起 ,先后开发了上千种节 点 ,经淘汰后形成的专利型节点约有几十种 。 如英国的空间板 ( Space Decks) 体系和诺德斯 (No dus) 体系 ; 美国的单杆 ( U nist ract ) 体系 ; 加拿大的毂式 ( Trio detic) 体系以及前苏联的 嵌契式 ( ифи) 体系等1 。目前我国现行《网架 结构设计与施工规程》(J GJ 7 - 91) 提供的节 点主要有三种 : (1) 十字板节点 ; ( 2) 焊接空心 球节点 ; (3) 螺栓球节点 。它们各有其自身的 缺点 : 十字板节点虽构造简单 、加工方便 , 但 它主要适用于连接角钢等型钢类杆件组成的 结构 ;焊接空心球节点的现场焊接工作量大 , 对焊工的技术要求高 ,施工周期长 ; 螺栓球节 点对杆端及球面孔位的加工精度要求高 , 另 外由于高强螺栓本身的抗弯能力有限 , 故这 种节点一般不宜用于单层网壳结构 。 而单槽齿承插式节点 (图 1) ,是在常规节 点扬长避短基础上形成的一种新型节点 ,其 图 1 单槽齿承插式节点构造示意 1 - 端盖板 ;2 - 杆件 基本形状是由钢材或铝材挤压成型的圆柱形 (也可采用其他棱柱体) , 沿圆柱体周边分布 若干槽孔 ,被连接杆件的端部压制成扁形并 第一作者 :赵才其 男 1964 年 1 月出生 讲师 收稿日期 :1998 - 10 - 25 32 工业建筑 1999 年第 29 卷第 7 期 Indust rial Co nst ructio n 1999 ,Vol . 29 ,No . 7 插在这些槽孔内 。它基本上吸取了加拿大毂式( Tri 插在这些槽孔内 。它基本上吸取了加拿大毂 式( Trio detic) 节点的全部优点 ,变多齿槽连接 为单槽孔连接 , 使节点和杆件的成型更为简 单 ,大大降低了制造成本 ,也使现场装配更加 方便快捷 。它特别适用于能传递杆端弯矩的 单层网壳结构 。 硬化模量 H′= E E′ = 2 368M Pa ,这里 E′为 E - E′ 硬化模量 ,图 3a 为简化后的本构关系 。节点 用 铝 合 金 材 料 的 = 251M Pa , σb = σs 31119M Pa , E = 72 GPa ,μ = 0128 , 图 3b 为其 实测应力 - 应变曲线 。 1 节点的弹塑性试验 111 试件设计 本文设计了三个六孔槽圆柱形试验节点 (图 2a) , 节点的外径 D = 100 mm , 内径 d = 20 mm ,高 H = 80 mm 。每个节 点 连 接 互 成 120°角的三根杆件 。将特殊加工的榫销与杆 端焊接后插入试验节点的槽孔内 , 整个试件