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变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究

倪威康 王万祯 贾真 吴晓聪

倪威康, 王万祯, 贾真, 吴晓聪. 变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
引用本文: 倪威康, 王万祯, 贾真, 吴晓聪. 变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
NI Wei-kang, WANG Wan-zhen, JIA Zhen, WU Xiao-cong. STUDY ON THE FAILURE MECHANISM AND STRENGTH OF LINEAR STRENGTHENED DIAPHRAGM-THROUGH JOINTS OF LWA CONCRETE-FILLED SQUARE STEEL TUBULAR SIDE COLUMNS WITH VARIABLE CROSS SECTIONS AND STEEL BOX BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
Citation: NI Wei-kang, WANG Wan-zhen, JIA Zhen, WU Xiao-cong. STUDY ON THE FAILURE MECHANISM AND STRENGTH OF LINEAR STRENGTHENED DIAPHRAGM-THROUGH JOINTS OF LWA CONCRETE-FILLED SQUARE STEEL TUBULAR SIDE COLUMNS WITH VARIABLE CROSS SECTIONS AND STEEL BOX BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509

变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
基金项目: 国家自然科学基金项目(51878360);浙江省基础公益技术研究计划项目(LGF18E080007);宁波市自然科学基金项目(2017A610309);宁波市领军和拔尖人才工程项目
详细信息
    作者简介:

    倪威康(1995-),男,浙江兰溪人,硕士生,从事组合结构节点研究(E-mail:616125192@qq.com);贾真(1991-),男,江苏睢宁人,助理工程师,硕士,从事组合结构节点研究(E-mail:904713364@qq.com);吴晓聪(1996-),男,浙江金华人,硕士生,从事组合结构节点研究(E-mail:17855833879@163.com).

    通讯作者: 王万祯(1974-),男,河南淮阳人,教授,博士,从事组合结构和钢结构断裂研究(E-mail:wangwanzhen1975@sina.com).
  • 中图分类号: TU398.9

STUDY ON THE FAILURE MECHANISM AND STRENGTH OF LINEAR STRENGTHENED DIAPHRAGM-THROUGH JOINTS OF LWA CONCRETE-FILLED SQUARE STEEL TUBULAR SIDE COLUMNS WITH VARIABLE CROSS SECTIONS AND STEEL BOX BEAMS

  • 摘要: 对变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点进行了低周往复循环加载试验,考察了隔板折线加强构造对节点破坏模式、承载力、塑性转角和延性等抗震性能的影响。采用盲孔法对节点区关键部位进行了焊接残余应力测试,获得了节点区焊接残余应力分布。对节点试验试件进行了基于考虑焊接残余应力的结构钢椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型和轻骨料混凝土二次函数型破坏面模型的数值模拟和破坏机理分析,获得了节点区断裂与屈服演化规律和节点域内轻骨料混凝土的受力状态。根据节点试验和数值分析结果,提出了变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点的抗弯、抗剪承载力计算式。
  • [1] Ou Y C, Tran N M, Chen C C, et al. Panel zone shear behavior of through-flange connections for steel beams to circular concrete-filled steel tubular columns[J]. Journal of Structural Engineering, 2015, 141(9):04014094/1-13.
    [2] Fan J S, Li Q W, Nie J G, et al. Experimental study on the seismic performance of 3D joints between concrete-filled square steel tubular columns and composite beams[J]. Journal of Structural Engineering, 2014, 140(12):04014216/1-12.
    [3] Qin Y, Chen Z H, Yang Q Y, et al. Experimental seismic behavior of through-diaphragm connections to concrete-filled rectangular steel tubular columns[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2014, 93(2):32-43.
    [4] Qin Y, Chen Z H, Rong B. Component-based mechanical models for axially-loaded through-diaphragm connections to concrete-filled RHS columns[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2014, 102(9):150-163.
    [5] Kang L P, Roberto T L, Lu X L. A general analytical model for steel beam-to-CFT column connections in OpenSEES[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2014, 100(9):82-96.
    [6] 王万祯, 孙韶江, 郭戈, 等. 折线隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2015, 36(12):52-61. Wang Wanzhen, Sun Shaojiang, Guo Ge, et al. Seismic behavior on diaphragm-through irregular joints of lightweight aggregate concrete-filled square steel tubular column and H-section steel beam with linear strengthened junctures[J]. Journal of Building Structures, 2015, 36(12):52-61. (in Chinese)
    [7] 黄炳生, 杜培源, 黄顾忠. 方钢管混凝土柱-钢梁外隔板节点拟静力试验研究[J]. 土木工程学报, 2012, 45(5):49-57. Huang Bingshen, Du Peiyuan, Huang Guzhong. Quasi-static experimental study of outer diaphragm connections between square concrete filled steel tube columns and steel beams[J]. China Civil Engineering Journal, 2012, 45(5):49-57. (in Chinese).
    [8] 韩林海, 陶忠, 王文达. 现代组合结构和混合结构-试验、理论和方法[M]. 北京:科学出版, 2009:186-246. Han Linhai, Tao Zhong, Wang Wenda. Advanced composite and mixed structures-testing, theory and design approach[M]. Beijing:Science Press, 2009:186-246. (in Chinese)
    [9] 靳磊. 高层钢管混凝土节点抗层状撕裂的试验研究[D]. 南京:东南大学, 2009. Jin Lei. Experimental research on the lamellar tearing of filled steel tubular structure joints of high-rising building[D]. Nanjing:Southeast University, 2009. (in Chinese)
    [10] 葛明兰. 考虑焊接残余应力的方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究[D]. 西安:长安大学, 2008. Ge Minglan. Study on seismic performance of joint concrete filled square steel tubular column and steel beam[D]. Xi'an:Changan University, 2008. (in Chinese)
    [11] CECS159:2004, 矩形钢管混凝土结构技术规程[S]. 北京:中国计划出版社, 2004. CECS159:2004, Technical specification for structures with concrete-filled rectangular steel tube members[S]. Beijing:China Planning Press, 2004. (in Chinese)
    [12] JGJ 51-2002, 轻骨料混凝土技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2002. JGJ 51-2002, Technical specification for lightweight aggregate concrete[S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2002. (in Chinese)
    [13] GB/T 228-2002, 金属材料室温拉伸试验[S]. 北京:中国计划出版社, 2002. GB/T 228-2002, Metallic materials-tensile testing at ambient temperature[S]. Beijing:China Planning Press, 2002. (in Chinese)
    [14] JGJ 101-1996, 建筑抗震试验方法规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 1997. JGJ 101-1996, Specification for test method of seismic buildings[S]. Beijing:China Architecture and Building Press, 1997. (in Chinese)
    [15] CB 3395-92, 残余应力测试方法钻孔应变释放法[S]. 北京:中国船舶总公司, 1992. CB 3395-92, Residual stress measurement-Hole drilling method[S]. Beijing:China State Shipbuilding Corporation, 1992. (in Chinese)
    [16] 杨俊芬, 李渊, 彭奕亮. 盲孔法测试Q690高强钢管镀锌前后残余应力[J]. 工程力学, 2015, 32(2):114-119. Yang Junfen, Li Yuan, Peng Yiliang. Experimental study on the residual stress of Q690 high-strength steel pipe before and after galvanization using blind-hole method[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(2):114-119. (in Chinese)
    [17] 王万祯. 结构钢开裂准则及断裂试验分析[J]. 工程力学, 2008, 25(5):27-31. Wang Wanzhen. Crack criterion and fracture tests of structural steel[J]. Engineering Mechanics, 2008, 25(5):27-31. (in Chinese)
    [18] 王万祯. 轻骨料混凝土的椭球面破坏模型[J]. 建筑材料学报, 2014, 17(1):60-65. Wang Wanzhen. Failure model of lightweight concrete[J]. Journal of Building Material, 2014, 17(1):60-65. (in Chinese)
    [19] 宋玉普. 多种混凝土材料的本构关系和破坏准则[M]. 北京:中国水利水电出版社, 2002:32-251. Song Yupu. Constitutive model and failure criterion of multi concrete material[M]. Beijing:China Water Power Press, 2002:32-251. (in Chinese)
    [20] 杨俊芬, 李渊, 彭奕亮. Q690高强钢管焊接残余应力数值模拟[J]. 工程力学, 2014, 31(10):108-115. Yang Junfen, Li Yuan, Peng Yiliang. Numerical analysis of welding residual stress in Q690 high-strength steel pipe[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(10):108-115. (in Chinese)
    [21] 贾真. 折线隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-箱梁节点抗震对策研究[D]. 宁波:宁波大学, 2018. Jia Zhen. Study on seismic performance of exterior joints of lightweight aggregate concrete-filled square steel tubular column with variable sections and steel box beam[D]. Ningbo:Ningbo University, 2018. (in Chinese)
  • [1] 李游, 李传习, 陈卓异, 贺君, 邓扬.  基于监测数据的钢箱梁U肋细节疲劳可靠性分析 . 工程力学, 2020, 37(2): 111-123. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.03.0114
    [2] 谢志强, 张爱林, 闫维明, 张艳霞, 虞诚, 慕婷婷.  薄壁钢板自冲铆接受剪性能及承载力计算方法研究 . 工程力学, 2020, 37(6): 234-245. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.12.0793
    [3] 王秋维, 刘乐, 史庆轩, 王朋.  钢管活性粉末混凝土界面粘结强度计算方法研究 . 工程力学, 2020, 37(4): 41-50. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0236
    [4] 朱太勇, 周广东, 张欢, 吴二军, 陈鑫.  钢箱梁正交异性桥面板疲劳评估全空间S-N曲线研究 . 工程力学, 2017, 34(11): 210-217. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.07.0577
    [5] 耿少波, 刘亚玲, 薛建英.  钢箱梁缩尺模型爆炸冲击波作用下破坏实验研究 . 工程力学, 2017, 34(增刊): 84-88. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.S007
    [6] 刘飞, 罗旗帜, 蒋志刚.  低速冲击下RC梁的动态响应和破坏机理研究 . 工程力学, 2015, 32(5): 155-161. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.11.1089
    [7] 王妮, 陈宗平, 陈宇良.  反复荷载下型钢混凝土异形柱空间角节点的破坏机理及损伤分析 . 工程力学, 2015, 32(3): 140-150. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.10.0908
    [8] 邓扬, 李爱群, 丁幼亮.  钢箱梁桥海量应变监测数据分析与 疲劳评估方法研究 . 工程力学, 2014, 31(7): 69-77. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.01.0008
    [9] 任庆新, 孙明海, 贾连光.  圆锥形中空钢管混凝土叠合短柱试验研究 . 工程力学, 2014, 31(12): 134-139,172. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.07.0634
    [10] 王广勇, 李玉梅.  局部火灾下钢管混凝土柱-钢梁平面框架耐火性 . 工程力学, 2013, 30(10): 236-243,263. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.07.0492
    [11] 王高新, 丁幼亮, 李爱群, 周广东.  基于长期监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁横向温差特性研究 . 工程力学, 2013, 30(1): 163-167,197. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.07.0429
    [12] 史伟伟, 王静峰, 盛宏玉, 姚斌.  高温下方钢管框架外伸端板连接节点力学性能及破坏机理 . 工程力学, 2013, 30(增刊): 248-252. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.05.S083
    [13] 邓扬, 丁幼亮, 李爱群, 林日长.  钢箱梁桥焊接细节的疲劳断裂可靠性分析 . 工程力学, 2012, 29(10): 122-128. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.03.0105
    [14] 王广勇 刘广伟 李玉梅.  火灾下型钢混凝土平面框架的破坏机理 . 工程力学, 2012, 29(12): 156-162,169. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.04.0232
    [15] 胡宗波.  钢结构箱形柱与梁异型节点设计方法研究 . 工程力学, 2012, 29(11): 191-196,235. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.04.0187
    [16] 张玉平, 杨 宁, 李传习.  无铺装层钢箱梁日照温度场分析 . 工程力学, 2011, 28(6): 156-162.
    [17] 彭晓彤, 顾 强.  钢框架内填钢筋混凝土剪力墙混合结构破坏机理及塑性分析 . 工程力学, 2011, 28(8): 56-061.
    [18] 伍 凯, 薛建阳, 赵鸿铁.  SRC-RC竖向混合结构转换柱破坏机理与抗剪承载力计算 . 工程力学, 2011, 28(10): 133-138.
    [19] 黄 靓, 陈胜云, 陈 良, 陶承志, 高 翔.  灌孔砌块砌体抗剪强度梁式计算模型 . 工程力学, 2010, 27(8): 140-145,.
    [20] 丁幼亮, 李爱群, 缪长青.  大跨斜拉桥扁平钢箱梁的多尺度损伤分析研究 . 工程力学, 2007, 24(7): 0-103,.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-24
  • 修回日期:  2019-05-14
  • 刊出日期:  2019-10-25

变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51878360);浙江省基础公益技术研究计划项目(LGF18E080007);宁波市自然科学基金项目(2017A610309);宁波市领军和拔尖人才工程项目
    作者简介:

    倪威康(1995-),男,浙江兰溪人,硕士生,从事组合结构节点研究(E-mail:616125192@qq.com);贾真(1991-),男,江苏睢宁人,助理工程师,硕士,从事组合结构节点研究(E-mail:904713364@qq.com);吴晓聪(1996-),男,浙江金华人,硕士生,从事组合结构节点研究(E-mail:17855833879@163.com).

    通讯作者: 王万祯(1974-),男,河南淮阳人,教授,博士,从事组合结构和钢结构断裂研究(E-mail:wangwanzhen1975@sina.com).
  • 中图分类号: TU398.9

摘要: 对变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点进行了低周往复循环加载试验,考察了隔板折线加强构造对节点破坏模式、承载力、塑性转角和延性等抗震性能的影响。采用盲孔法对节点区关键部位进行了焊接残余应力测试,获得了节点区焊接残余应力分布。对节点试验试件进行了基于考虑焊接残余应力的结构钢椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型和轻骨料混凝土二次函数型破坏面模型的数值模拟和破坏机理分析,获得了节点区断裂与屈服演化规律和节点域内轻骨料混凝土的受力状态。根据节点试验和数值分析结果,提出了变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点的抗弯、抗剪承载力计算式。

English Abstract

倪威康, 王万祯, 贾真, 吴晓聪. 变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
引用本文: 倪威康, 王万祯, 贾真, 吴晓聪. 变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究[J]. 工程力学, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
NI Wei-kang, WANG Wan-zhen, JIA Zhen, WU Xiao-cong. STUDY ON THE FAILURE MECHANISM AND STRENGTH OF LINEAR STRENGTHENED DIAPHRAGM-THROUGH JOINTS OF LWA CONCRETE-FILLED SQUARE STEEL TUBULAR SIDE COLUMNS WITH VARIABLE CROSS SECTIONS AND STEEL BOX BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
Citation: NI Wei-kang, WANG Wan-zhen, JIA Zhen, WU Xiao-cong. STUDY ON THE FAILURE MECHANISM AND STRENGTH OF LINEAR STRENGTHENED DIAPHRAGM-THROUGH JOINTS OF LWA CONCRETE-FILLED SQUARE STEEL TUBULAR SIDE COLUMNS WITH VARIABLE CROSS SECTIONS AND STEEL BOX BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(10): 122-133. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.09.0509
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