基于钢框架梁柱焊接节点超低周疲劳性能的焊接孔构造优化研究

作     者：吴雨杭 李元齐 WU Yuhang;LI Yuanqi

作者机构：同济大学土木工程学院上海200092 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：206-215页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51978500) 

主　　题：梁柱焊接节点 往复作用 超低周疲劳断裂 改进循环孔洞扩张模型 参数标定 优化焊接孔形 

摘      要：强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的断裂预测,给出优化的焊接孔形。为此,基于既有试验数据提出ICVGM参数标定方法,确定Q355钢的相关参数;将ICVGM预测结果与钢框架节点局部试件断裂试验结果进行对比,揭示二者的一致性,验证ICVGM较CVGM的准确性;同时,采用ICVGM获得不同焊接孔形节点的断裂倾向,提出优化建议及合理孔形。有限元参数分析表明:增加焊接孔长度可以降低节点的断裂倾向;采用半圆形及FEMA-350推荐孔形节点的断裂倾向最低;优化孔形使得断裂位置由热影响区转移至母材,从而提高节点延性。