箱型柱-H型钢梁节点断裂机理及梁翼缘扩大头和长槽孔节点研究

作     者：王万祯 陈飞益 黄友钱 王新堂 

作者机构：宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2013年第30卷第6期

页      面：197-204页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(50808098) 浙江省自然科学基金项目(Y12E08033) 宁波市自然科学基金项目(2010A610082) 浙江省"新世纪151人才工程"项目(11-3-079) 

主　　题：箱型柱-H型钢梁节点 试验 椭球面断裂模型 扩大头 长槽孔 塑性转角 

摘      要：对箱型柱-H型钢梁常规节点进行了低周往复循环加载试验和基于椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型的数值模拟和断裂分析。结果显示:箱型柱对梁的强约束,使梁翼缘对接焊缝应力集中严重,裂纹起始于几何突变剧烈的对接焊缝侧边。箱型柱-H型钢梁常规节点呈脆性断裂,节点塑性转角达不到临时指南FEMA要求的0.03rad。以考虑焊接缺陷和焊接残余应力的结构钢椭球面断裂模型为判据,提出了梁翼缘扩大头和长槽孔箱型柱-H型钢梁节点构造,进行了低周往复循环加载试验和数值分析。结果表明:扩大头构造显著减缓了对接焊缝侧边的应力集中程度,长槽孔促使箱型柱-H型钢梁节点在梁削弱截面形成塑性铰。当对接焊缝扩大头和梁翼缘长槽孔构造参数适当时,箱型柱-H型钢梁节点的塑性转角可达到FEMA要求的0.03rad,承载力和常规节点相当。