大型铸钢节点拉力加载试验研究.pdf

《大型铸钢节点拉力加载试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、52低温建筑技术2012年第2期(总第164期)大型铸钢节点拉力加载试验研究张惠峰，关富玲，胡亮(1．浙江省城乡规划设计研究院，杭州310007；2．浙江大学土木系空间结构研究中心。杭州310058)【摘要】对大型铸钢节点进行了试验研究，设计了拉力加载方案，进行了加载试验，并将试验结果与有限元分析结果进行比较，证明了该加载方案的可行性，表明试验结果准确可靠。【关键词】铸钢节点；拉力；加载试验【中图分类号】TU312【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)02—0052—02铸钢节点由于降低了构件连接处的应力集中程因本节点主要是

2、受平面内荷载，于是将平面内互度，具有节点设计自由度大、外形美观等特点，已在我相垂直的两条边固定起来较合理。试验中将1号2号国越来越多的工程中采用由于铸钢结点的浇筑质边固定，使其被动加载。量、连接构造、细部构造等均与节点尺寸有密切关系，表2节点加载值和加载方式进行缩比试验在很大程度上会降低原型节点的检验可信度，因此铸钢节点试验宜采用足尺试件⋯。一般用大型试验机进行加载，如杭州湾观光塔铸钢节点试验，采用了同济大学10000kN大型多功能试验机。南京体育会展中心分叉柱底铸钢节点试验，采用了5000kN万能试验机。但是当需要加载大吨位的拉力时，试验机也

3、无法做到。1试验概况1．1试件概况本试验节点模型如图1所示，尺寸如表1所示，总重10．224t，共有六条边需加载。根据设计要求，本次试验需使节点承受5215，2700、1485kN的荷载，具体加载值如表2所示。图2加载所用反力架表1铸钢节点几何尺寸mm1．2反力装置铸钢件节点在如图2所示的反力架中进行试验。该反力装置全部由H型钢组装而成，。本试验所用反力架几何尺寸为7300ram×4500mm×4000mm(长X宽×高)，其净空间尺寸为4012mm×3800mm×3588mm(长×宽×高)。设计荷载为600t，在试验荷载作用下具有足够的刚度。2

4、加载方案的设计在节点端部安装锚固件，并在节点和反力架之间2穿预应力钢绞线，通过张拉预应力达到产生拉力的目的，如图3所示。由于实验不需要持荷太久，所以张拉钢绞线时只需要工具锚即可。预应力钢绞线锚固在节点连接件上，另一端通过锚具直接用千斤顶张拉。由图3可见，采用此方案，在节点和反力架之间只图1铸钢结点模型需一个连接件，穿心千斤顶可以放在反力架外面，大张惠峰等：大型铸钢节点拉力加载试验研究53＼曼力辫连接节点U／．1顶图3预应力张拉原理示意图图5有限元第一主应力云图大节省了空间，特别在拉力增：，如达到几百吨时，只需增加预应力钢绞线即可，强度较易保证。

5、同时由于0钢绞线是柔性的，可以避免拉力的偏心。0一试驹8。此方案的优点是占用空间小，可以承受很大拉要601力，不易偏心。40．▲一／V^3加载试验垛120Y—n—’’受试铸钢节点共布置了60个应变片，如图4，1713l92531434955所示。节点编号图6试验数据与ANsYs分析数据比较在本试验的加载力作用下，该铸钢节点的变形非常小，且工作在弹性范围内。表明此铸钢节点的强度和刚度都能满足工程应用要求。：参考文献图4加载试验[1]赵宪忠，沈祖炎，陈以一．建筑用铸钢节点设计的若干关键问在加载试验中，荷载应变曲线呈线性变化，御载题[J]．结构工程师

6、，2009，25(4)：11—18．后无残余变形，表明铸钢节点一直工作在弹性阶段。[2]张其林，季俊，王洪军等．某观光塔铸钢节点试验研究与数值分析[J]．工业建筑，2009，39(S1)：459—461．通过试验只能测得铸钢节点外表面的应变值，无[3]赵才其，马洪涛，赵惠麟．分叉柱底铸钢节点的试验研究[J]．法直接测得铸钢节点内部的应力状况。因此，试验必建筑科学，2007，23(11)：35—37．须辅以有限元分析，以实测值验证有限元分析模型的[4]郑鸿志，童乐为，陈以～，等．哈尔滨会展体育中心屋架铸钢正确性，从而推断整个铸钢节点各部位的应力状

7、况。节点性能研究[J]．工业建筑，2005，35(11)：82—86．采用ANSYS软件进行有限元分析，为使结果尽量[5]蔡建国，冯健，顾洪波，等．大型铸钢节点的工程应用和分析精确，采用20节点的Solid95单元划分网格。计算结[J]．钢结构，2008，4(23)：l3—17．果如图5所示。[6]顾敏，童乐为，陈以一等．空间多支管铸钢节点研究[J]．结构工程师，2006，22(3)：63—67．将由试验所得测点数据求出的第一主应力与有[7]房帅．铸钢节点研究现状和展望[J]．广州建筑，2009，37(6)：限元理论计算结果进行比较，如图6所示

8、。由图6可8一l2．见，试验结果与理论分析结果吻合度较好，误差在[8]任家骥．铸钢节点的设计与试验[J]．钢结构，2006，21(2)：3810％以内