对于钢结构的梁柱节点,弯矩-转角曲线是判断其承载力的重要依据,也是工程设计重要的参考指标.一般情况下,节点的弯矩-转角曲线具有上升段和下降段,因而极限承载力可直观得出,即为弯矩-转角曲线的峰值点.而对少数曲线,则只具有上升段,即随着转角的增大,弯矩一直增加,因而不具有峰值点.对于这类曲线,承载力的确定方法需要进一步深入研究,因而将讨论节点弯矩-转角曲线的位移限值取值方法,用于决定节点的承载力.首先总结了现有规范及相关研究中,钢管结构梁柱节点极限位移的取值方法.主要包括两类,一是通过主管位移取值,另一是通过支管位移取值.通过主管位移取值的方法主要有:CIDECT法,即以主管变形量为其直径的3％时作为极限状态;Lu方法,对CIDECT法进行改进,即引入了主管变形量为其直径1％时对应的荷载,将该荷载与3％所对应的荷载进行比较,当3％对应荷载大于1％对应荷载的1.5倍时,取1％对应荷载的1.5倍作为极限荷载,反之则取3％对应荷载作为极限荷载;二倍刚度法(TEC),即过原点作斜率为初始刚度一半的直线,其与曲线的交点即为极限点.通过支管位移取值的方法主要有Yura法,该方法将支管看作施加均布荷载的简支梁,以梁跨中处应变达到材料屈服应变的4倍时作为极限状态.其次,针对Yura方法未在规范中采用的情况,通过圆钢管节点试验和有限元模拟进行该方法的验证.最后以方钢管柱-工字梁节点为例探究了以上4种不同取值方法的应用效果,设计了4组试验并进行了相应的有限元模拟.在比较试验和模拟结果以确定模拟的可靠性后,基于有限元模拟结果对以上不同方法的极限转角取值进行分析.结果表明:Yura方法在钢管柱-工字梁节点中应用具有可行性;对于钢管柱-工字梁节点,Lu方法得出的结果相对保守,且操作复杂;二倍刚度法需要节点具有完整的弯矩-转角曲线,且同样操作复杂,并容易出现误差,因而适用性有限;CIDECT和Yura方法相对而言操作简便,只要确定主管或支管的直径即可估算出极限位移,且这两种方法得出的极限转角差异较小.因而,建议用这两种方法计算其各自对应的极限转角,取其中较小的转角来确定极限承载力.

钢结构;梁柱节点;弯矩-转角曲线;极限承载力;极限转角

左凌霄;易伟同;祝磊;吕冬霖;孙海林

北京未来城市高精尖创新中心,北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心,北京 100044;北京建筑大学北京市建筑结构与环境修复功能材料重点实验室,北京 100044;中国建筑设计研究院有限公司,北京 100044

钢结构

[1]左凌霄;易伟同;祝磊;吕冬霖;孙海林-.钢结构梁柱节点弯矩-转角曲线极限承载力确定方法)[J].钢结构,2022(05):18-27

Yura

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