留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响

赵必大 蔡扬政 王伟

赵必大, 蔡扬政, 王伟. 支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响[J]. 工程力学, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
引用本文: 赵必大, 蔡扬政, 王伟. 支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响[J]. 工程力学, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
ZHAO Bi-da, CAI Yang-zheng, WANG Wei. Effect of the brace-to-chord angle on the out-of-plane flexural behavior of unstiffened CHS X-joints[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
Citation: ZHAO Bi-da, CAI Yang-zheng, WANG Wei. Effect of the brace-to-chord angle on the out-of-plane flexural behavior of unstiffened CHS X-joints[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285

支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
基金项目: 浙江省自然科学基金项目(LY16E080012)
详细信息
    作者简介:

    蔡扬政(1992-),男,浙江人,硕士生,主要从事钢结构研究(E-mail:469909934@qq.com);王伟(1977-),男,江西人,教授,博士,主要从事钢结构与组合结构研究(E-mail:weiwang@tongji.edu.cn).

    通讯作者: 赵必大(1976-),男,浙江人,讲师,博士,主要从事钢结构研究(E-mail:zhaobida@126.com).
  • 中图分类号: TU392.3

Effect of the brace-to-chord angle on the out-of-plane flexural behavior of unstiffened CHS X-joints

  • 摘要: 应用于单层网壳结构的X形圆钢管相贯节点往往具有支主管平面内非正交、平面外夹角的几何特征。为了研究支主管平面内、平面外夹角对节点平面外受弯性能的影响,进行了支主管平面内夹角不同的两个X形节点试件的平面外受弯滞回性能试验、以及理论研究和有限元分析。研究结果表明:两个节点均表现出较好的抗震性能和变形能力,节点主要依赖主管管壁的塑性变形以及开裂后裂缝扩展来耗能;支主管平面内夹角较小时,节点域主管管壁的塑性发展更加缓慢、均匀,节点具有更高的承载力和抗震性能;支主管平面外夹角导致节点平面外抗弯弹性刚度和反向抗弯承载力降低、但增强了节点的正向抗弯承载力。
  • [1] 王伟, 陈以一, 杜纯领, 等. 上海光源工程屋盖钢管节点平面外受弯性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2009, 30(1):75-81. Wang Wei, Chen Yiyi, Du Chunling, et al. Experimental study on out-of-plane bending performance of tubular joints in steel roof for the Shanghai Synchrotron Radiation Facility[J]. Journal of Building Structures, 2009, 30(1):75-81. (in Chinese)
    [2] Zhao X L, Tong L W. New development in steel tubular joints[J]. Advances in Structural Engineering, 2011, 14(4):699-708.
    [3] Ran F, Ben Y. Theoretical analysis of cold-formed stainless steel tubular joints[J]. Engineering Structures, 2015, 83(2015):99-115.
    [4] Zhu L, Yang K, Bai Y, etal. Capacity of steel CHS X-joints strengthened with external stiffening ring in compression[J]. Thin-Walled Structures, 2017, 115(2017):110-118.
    [5] 马昕煦, 陈以一. 支方主圆T形相贯节点轴压承载力计算公式[J]. 工程力学, 2017, 34(5):163-170. Ma Xinxu, Chen Yiyi. Ultimate strength formulae for RHS-CHS T-joints under axial compression[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(5):163-170. (in Chinese)
    [6] 沈国辉, 陈震, 郭勇, 等. 带加劲肋十字型钢管节点支管轴压的承载力研究[J]. 工程力学, 2013, 30(9):70-75. Shen Guohui, Chen Zhen, Guo Yong, et al. Bearing capacity of cross-shaped steel tubular joints with reinforced plate under brace compression[J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(9):70-75. (in Chinese)
    [7] Jia L J, Chen Y Y. Evaluation of elastic in-plane flexural rigidity of unstiffened multi-planar CHS X-joints[J]. International Journal of Steel Structures, 2014, 14(1):23-30.
    [8] Hamid A, Ali Z N. Local joint flexibility of two-planar tubular DK-joints in OWTS subjected to axial loading:Parametric study of geometrical effects and design formation[J]. Ocean Engineering, 2017, 136(2017):1-10.
    [9] Qin F, Fung T C, Soh C K. Hysteretic behavior of completely overlap tubular joints[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2001, 57(2001):811-829.
    [10] Wang W, Chen Y Y. Hysteretic behavior of the tubular joints under cycling loading[J]. Journal of constructional Steel Research, 2007, 63(2007):1384-1395.
    [11] Xing J H, Chen A G, Yang Q S. In-plane bending hysteretic behavior of cruciform diaphragm welded joints with axial force[J]. Journal of constructional Steel Research, 2017, 132(2017):164-178.
    [12] 常鸿飞, 夏军武, 罗梓, 等. 覆板加强的方钢管T形节点轴向滞回性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2017, 38(5):20-26. Chang Hongfei, Xia Junwu, Luo Zi, et al. Axial hysteretic behavior test of doubler plate reinforced square tubular T-joints[J]. Journal of Building Structures, 2017, 38(5):20-26. (in Chinese)
    [13] 程斌, 钱沁. 方型鸟嘴式T形方管节点的应力集中特性研究[J]. 土木工程学报, 2015, 48(5):1-10. Cheng Bin, Qian Qin. Study on stress concentration characteristics of square bird-beak square-hollow-section T-joints[J]. China Civil Engineering Journal, 2015, 48(5):1-10. (in Chinese)
    [14] 孟宪德, 王伟, 陈以一, 等. X形厚壁圆管相贯节点平面外受弯抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2009, 30(5):126-131. Meng Xiande, Wang Wei, Chen Yiyi, et al. Research on seismic behavior of unstiffened thick-walled tubular X-joints under out-of-plane bending[J]. Journal of Building Structures, 2009, 30(5):126-131. (in Chinese)
    [15] Choo Y S, Qian X D, Liew J Y R, et al. Static strength of thick-walled CHS X-joints Part I. New approach in strength definition[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2007, 59(2007):1201-1228.
    [16] 陈以一, 赵必大, 王伟, 等. 平面KK型圆钢管相贯节点平面外受弯性能研究[J]. 土木工程学报, 2010, 43(11):8-16. Chen Yiyi, Zhao Bida, Wang Wei, et al. Hysteretic property of unstiffened, CHS KK-joints under cyclic out-plane bending[J]. China Civil Engineering Journal, 2010, 43(11):8-16. (in Chinese)
    [17] GB 50661-2011, 钢结构焊接规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2012. GB 50661-2011, Technical specification for welding of steel structure of building[S]. Beijing:China Architecture Industry Press, 2012. (in Chinese)
    [18] CECS 280-2010, 钢管结构技术规程[S]. 北京:中国计划出版社, 2011. CECS 280-2010, Technical specification for structures with steel hollow section[S]. Beijing:China Planning Press, 2011. (in Chinese)
    [19] Togo T. Experimental study on mechanical behavior of tubular joints[D]. Osaka:Osaka University, 1967.
    [20] Kurobane Y, Makino Y, Ochi K. Ultimate resistance of unstiffened tubular joints[J]. Journal of Structural Engineering, 1984, 110(2):385-400.
    [21] JGJ/T 101-2015, 建筑抗震试验规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015. JGJ/T 101-2015, Specification for seismic test of buildings[S]. Beijing:China Architecture Industry Press, 2015. (in Chinese)
    [22] EN1993-1-8, Eurocode 3:Design of steel structures, Part 1-8:Design of joints[S]. Brussels:European Committee for Standardization, 2005.
    [23] Kumar S, Barai S V. Equivalence between stress intensity factor and energy approach based fracture parameters of concrete[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2009, 76(9):1357-1372.
    [24] DL/T 5332-2005, 水工混凝土断裂试验规程[S]. 北京:中国电力出版社, 2006. DL/T 5332-2005, Norm for fracture test of hydraulic concrete[S]. Beijing:China Power Press, 2006. (in Chinese)
    [25] Xu S L, Reinhardt H W. Determination of double-K criterion for crack propagation in quasi-brittle fracture, Part Ⅱ:Analytical evaluating and practical measuring methods for three-point bending notched beams[J]. International Journal of Fracture, 1999, 98(2):151-177.
    [26] 管俊峰, 胡晓智, 王玉锁, 等. 用边界效应理论考虑断裂韧性和拉伸强度对破坏的影响[J]. 水利学报, 2016, 47(10):1298-1306. Guan Junfeng, Hu Xiaozhi, Wang Yusuo, et al. Effect of fracture toughness and tensile strength on fracture based on boundary effect theory[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2016, 47(10):1298-1306. (in Chinese)
    [27] Liu X Y, Li Z C. Determining double-K fracture parameters of concrete only by the measured peak load[J]. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 2016, 85:412-423.
    [28] Qing L B, Nie Y T, Wang J, et al. A simplified extreme method for determining double-K fracture parameters of concrete using experimental peak load[J]. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2017, 40(2):254-266.
  • [1] 刘璐璐, 刘爱荣, 卢汉文.  T型截面拱在拱顶集中力作用下的平面外弯扭失稳 . 工程力学, 2020, 37(S): 151-156. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.S026
    [2] 王萌, 柯小刚, 吴照章.  可更换延性耗能连接组件的钢框架节点抗震性能研究 . 工程力学, 2018, 35(12): 151-163. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.09.0743
    [3] 薛伟辰, 李亚, 蔡磊, 胡翔.  双面叠合混凝土剪力墙平面内和平面外抗震性能研究 . 工程力学, 2018, 35(5): 47-53,142. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.07.ST11
    [4] 薛建阳, 翟磊, 魏志粉, 吴占景, 隋(龙天), 贾俊明.  传统风格建筑圆钢管柱-箱形截面双梁节点受力性能试验研究与承载力计算 . 工程力学, 2017, 34(2): 189-196. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.08.0657
    [5] 刘君平, 陈津凯, 陈宝春.  钢管混凝土桁肋内栓钉相贯节点受力行为试验研究 . 工程力学, 2017, 34(9): 150-157. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0336
    [6] 史庆轩, 戎翀, 张婷, 任浩, 赵冬.  基于统一强度理论的钢管混凝土斜交网格平面相贯节点承载力分析 . 工程力学, 2016, 33(8): 77-83. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.12.1026
    [7] 种迅, 黄俊旗, 蒋庆, 叶献国, 周博文.  嵌入式基础叠合墙板平面外受弯性能试验研究与数值模拟分析 . 工程力学, 2015, 32(5): 131-137. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.11.1082
    [8] 郭彦林, 赵思远, 窦超.  面外支撑非均匀布置的 箱型与圆管截面拱平面外弹性屈曲 . 工程力学, 2014, 31(7): 29-35. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.06.0545
    [9] 赵思远, 郭彦林, 张旭乔, 张博浩.  张弦梁平面外弹性稳定性能研究 . 工程力学, 2013, 30(12): 49-56. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.06.0469
    [10] 剧锦三, 丁敏, 郭彦林, 蒋秀根.  圆管拱结构平面外弹塑性二次分岔屈曲性能 . 工程力学, 2012, 29(2): 89-93.
    [11] 窦超, 郭彦林.  圆弧拱平面外弹性弯扭屈曲临界荷载分析 . 工程力学, 2012, 29(3): 83-89,9.
    [12] 张延年, 王元清, 李恒, 石永久, 刘明, 张洵.  现场发泡夹心墙平面外抗震性能模型试验与数值试验研究 . 工程力学, 2012, 29(6): 78-84. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.07.0506
    [13] 王玉银, 刘昌永, 张素梅.  铰接钢管混凝土圆弧拱平面内徐变稳定 . 工程力学, 2011, 28(3): 198-204.
    [14] 陈 誉, 唐菊梅.  平面K型主圆支方钢管节点力学性能数值分析 . 工程力学, 2011, 28(8): 219-225.
    [15] 陈升平, TAN Kiang Hwee.  钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能 . 工程力学, 2010, 27(4): 169-172.
    [16] 郭彦林, 郭宇飞, 窦 超.  钢管桁架拱平面内失稳与破坏机理的数值研究 . 工程力学, 2010, 27(11): 46-055,.
    [17] 季 静, 方小丹, 韩小雷, 黄 超.  钢管混凝土空间相贯节点试验与研究 . 工程力学, 2009, 26(5): 102-109.
    [18] 江 维, 齐红元, 杨江天.  平面常应力弹性固支板基波频率映射解析 . 工程力学, 2008, 25(6): 0-031.
    [19] 李自林, 吴亮秦, 朱 斌, 韩庆华.  不同加强措施下N型圆钢管相贯节点力学性能的试验比较 . 工程力学, 2008, 25(11): 179-185.
    [20] 黄李骥, 郭彦林.  腹板开洞的工形截面拱的平面内特征值屈曲性能 . 工程力学, 2006, 23(3): 126-133.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  66
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  23
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-14
  • 修回日期:  2019-01-24
  • 刊出日期:  2019-07-25

支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
    基金项目:  浙江省自然科学基金项目(LY16E080012)
    作者简介:

    蔡扬政(1992-),男,浙江人,硕士生,主要从事钢结构研究(E-mail:469909934@qq.com);王伟(1977-),男,江西人,教授,博士,主要从事钢结构与组合结构研究(E-mail:weiwang@tongji.edu.cn).

    通讯作者: 赵必大(1976-),男,浙江人,讲师,博士,主要从事钢结构研究(E-mail:zhaobida@126.com).
  • 中图分类号: TU392.3

摘要: 应用于单层网壳结构的X形圆钢管相贯节点往往具有支主管平面内非正交、平面外夹角的几何特征。为了研究支主管平面内、平面外夹角对节点平面外受弯性能的影响,进行了支主管平面内夹角不同的两个X形节点试件的平面外受弯滞回性能试验、以及理论研究和有限元分析。研究结果表明:两个节点均表现出较好的抗震性能和变形能力,节点主要依赖主管管壁的塑性变形以及开裂后裂缝扩展来耗能;支主管平面内夹角较小时,节点域主管管壁的塑性发展更加缓慢、均匀,节点具有更高的承载力和抗震性能;支主管平面外夹角导致节点平面外抗弯弹性刚度和反向抗弯承载力降低、但增强了节点的正向抗弯承载力。

English Abstract

赵必大, 蔡扬政, 王伟. 支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响[J]. 工程力学, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
引用本文: 赵必大, 蔡扬政, 王伟. 支主管夹角对X形圆钢管节点平面外受弯性能影响[J]. 工程力学, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
ZHAO Bi-da, CAI Yang-zheng, WANG Wei. Effect of the brace-to-chord angle on the out-of-plane flexural behavior of unstiffened CHS X-joints[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
Citation: ZHAO Bi-da, CAI Yang-zheng, WANG Wei. Effect of the brace-to-chord angle on the out-of-plane flexural behavior of unstiffened CHS X-joints[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(7): 99-108. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.08.0285
参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回