郭小農(nóng)+邱麗秋+羅永峰+鄭博通

文章編號(hào)：16742974(2014)04004707

收稿日期：20130524

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50908168）

作者簡(jiǎn)介：郭小農(nóng)（1977—），男，四川成都人，同濟(jì)大學(xué)講師，博士

通訊聯(lián)系人，E-mail:1130349@#edu.cn

摘要：從理論上提出了鋁合金板式節(jié)點(diǎn)在面外彎矩作用下的抗彎承載力計(jì)算公式.進(jìn)行了4個(gè)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)試件試驗(yàn),其中3個(gè)試件只承受面外彎矩，一個(gè)試件同時(shí)承受面外彎矩和剪力，得到了板式節(jié)點(diǎn)的受力性能，歸納了板式節(jié)點(diǎn)在面外彎矩作用下和彎剪聯(lián)合作用下的破壞模式主要為：桿件受彎破壞、節(jié)點(diǎn)板塊狀拉剪破壞和節(jié)點(diǎn)板的屈曲破壞.通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出了反應(yīng)撬力對(duì)其極限承載力影響的折減系數(shù)k1的取值范圍，并驗(yàn)證了承載力計(jì)算公式的準(zhǔn)確性.針對(duì)4個(gè)板式節(jié)點(diǎn)試件的試驗(yàn)，采用ABAQUS有限元軟件建立了有限元數(shù)值分析模型，分析了其極限承載力，補(bǔ)充和完善了試驗(yàn)研究.



關(guān)鍵詞：鋁合金；板式節(jié)點(diǎn)；受彎承載力；塊狀拉剪破壞

中圖分類(lèi)號(hào)：TU395 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

ExperimentalResearchontheBendingCapacity

ofAluminumAlloyGussetJoints



GUOXiaonong1,QIULiqiu1,2,LUOYongfeng1,ZHENGBotong1

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(1.DeptofBuildingEngineering,TongjiUniv,Shanghai200092,China;

2.TongjiArchitecturalDesign(Group)CoLtd,Shanghai200092,China)

Abstract:Theformulaforthebendingcapacityofaluminumalloygussetjointsloadedbyoutplanebendingmomentwasproposedtheoretically.Theexperimentsonfouraluminumalloygussetjoints,threeloadedbyoutplanebendingmomentandoneloadedbyshearforcetogetherwithoutplanebendingmoment,wereconducted.Thepossiblefailuremodesofthegussetjointswerepresented,whichareasfollows:memberbendingfailure,jointplateblockshearrapturefailureandjointplatebuckingfailure.Basedonthetestresults,therangeofk1,whichrepresentsthereductionofthebendingresistancecausedbypryingaction,wasproposed,andtheformulaforbendingcapacitywasverified.Correspondingly,4finiteelementmodelswereestablishedbyfiniteelementsoftwareABAQUSasasupplementoftheexperimentalstudies.



Keywords:Aluminumalloy;gussetjoints;bendingcapacity;blockshearrapture



板式節(jié)點(diǎn)（Aluminumalloygussetjoints）是鋁合金結(jié)構(gòu)特有的節(jié)點(diǎn)形式，它被廣泛應(yīng)用于鋁合金單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu).板式節(jié)點(diǎn)是由兩塊圓形薄板通過(guò)不銹鋼螺栓或鉚釘與各桿件的翼緣緊密連接所形成，節(jié)點(diǎn)所連接構(gòu)件的數(shù)量從3根到6根不等，各構(gòu)件的空間夾角也不盡相同.

板式節(jié)點(diǎn)最早由美國(guó)Temcor公司研發(fā)[1]，其設(shè)計(jì)依據(jù)是《美國(guó)鋁合金設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2-3].然而國(guó)外規(guī)范并無(wú)針對(duì)該節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法，其破壞模式、承載能力及抗彎剛度等特征均無(wú)研究成果可借鑒[4-5]；國(guó)內(nèi)對(duì)板式節(jié)點(diǎn)的研究尚在起步階段，破壞模式的分類(lèi)和承載能力的計(jì)算尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)，更缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證[6-7].

本文通過(guò)對(duì)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行理論分析和4個(gè)板式節(jié)點(diǎn)試件的試驗(yàn)研究，總結(jié)了板式節(jié)點(diǎn)的破壞模式，提出了反應(yīng)撬力對(duì)其抗彎承載力影響的折減系數(shù)k1，并通過(guò)試驗(yàn)得到了其取值范圍，進(jìn)一步提出了計(jì)算其抗彎承載力的理論公式.針對(duì)4個(gè)板式節(jié)點(diǎn)試件的試驗(yàn)，建立了有限元數(shù)值分析模型，補(bǔ)充和完善了試驗(yàn)研究.

1受彎承載力理論分析

1.1板式節(jié)點(diǎn)受力特征

板式節(jié)點(diǎn)在面外彎矩M的作用下（圖1），上節(jié)點(diǎn)板受拉力，下節(jié)點(diǎn)板受壓力，形成力偶抵抗外彎矩.在上、下節(jié)點(diǎn)板螺栓群形心處的剪力，分別等于上、下節(jié)點(diǎn)板所受的軸拉力和軸壓力.除此之外，節(jié)點(diǎn)板還會(huì)受到螺栓和桿件對(duì)其產(chǎn)生的撬力作用.由于桿件的彎曲變形，上節(jié)點(diǎn)板右端螺栓將受拉，左端螺栓則不受力；下節(jié)點(diǎn)板左端螺栓將受拉，而右端螺栓則不受力.由此將產(chǎn)生與外彎矩方向相反的抵抗力矩，在撬力作用下，節(jié)點(diǎn)板將承受局部面外彎矩.



圖1平面外彎矩作用下螺栓受剪示意圖

Fig.1Shearforceinthebolts



綜上所述，板式節(jié)點(diǎn)在平面外彎矩作用下，受力較復(fù)雜，可以分為兩部分來(lái)分析：一是上下螺栓群的剪力所產(chǎn)生的抵抗彎矩，此時(shí)上下螺栓群都承受剪力，上節(jié)點(diǎn)板受拉力，下節(jié)點(diǎn)板受壓力；二是上下螺栓群的撬力所產(chǎn)生的抵抗彎矩，此時(shí)，上下兩個(gè)節(jié)點(diǎn)板都承受大小相等、方向相同的彎矩.

1.2受彎承載力理論公式

根據(jù)以上分析，板式節(jié)點(diǎn)在平面外彎矩作用下傳遞的內(nèi)力主要有兩部分，由這兩部分引起的應(yīng)力分布示意圖如圖2所示．上、下節(jié)點(diǎn)板所受的應(yīng)力σ可以分為由軸力引起的軸向應(yīng)力σN和由局部面外彎矩引起的彎曲應(yīng)力σM，設(shè)由節(jié)點(diǎn)板軸向應(yīng)力σN產(chǎn)生的抵抗力矩為MN，由節(jié)點(diǎn)板彎曲應(yīng)力σM產(chǎn)生的抵抗力矩為MM，則有：

MN=2σNtr(h+t)，（1）

MM=rσMt2/3.(2)

式中：r為節(jié)點(diǎn)板半徑；t為節(jié)點(diǎn)板厚度；h為桿件截面高度.



圖2節(jié)點(diǎn)板應(yīng)力分布示意圖

Fig.2Stressdistributioninthejointplates



若σN=σM，則MM/MN=3t/2(h+t).因ht，故MM/MN≈0.可見(jiàn)，由σM引起的抵抗力矩相對(duì)于由σN引起的抵抗力矩可以忽略不計(jì).因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)板在平面外彎矩作用下發(fā)生沿如圖3所示路徑的塊狀拉剪破壞時(shí)，其承載力公式可定義為：

Mu=Pu(h+t),（3）

Pu=k1(fvAs+fuAt).（4）

式中：k1為在桿件撬力作用下節(jié)點(diǎn)板局部受彎引起的承載力折減系數(shù)，由試驗(yàn)確定；Pu為節(jié)點(diǎn)板塊狀拉剪承載力；fv為材料抗剪強(qiáng)度；fu為材料抗拉強(qiáng)度；As=lst為抗剪截面面積;At=ltt為抗拉截面面積，其中ls和lt的取值與破壞路徑有關(guān)，如圖3所示.

圖3塊狀拉剪破壞路徑示意圖

Fig.3Failurepathofblockshearrapture



2受彎承載力試驗(yàn)研究

2.1試驗(yàn)

本文共進(jìn)行了4個(gè)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)靜力加載試驗(yàn)，分為A,B,C3種類(lèi)型.其中A組試件的節(jié)點(diǎn)板為較厚的平板,B組試件的節(jié)點(diǎn)板為較薄的平板,C組試件在一組相對(duì)桿件之間設(shè)置了抗剪鍵且節(jié)點(diǎn)板為較薄的平板.每個(gè)節(jié)點(diǎn)均連接6根H型桿件，相鄰桿件角度均為60°，桿件編號(hào)依次為L(zhǎng)1~L6.H型桿件及節(jié)點(diǎn)板材質(zhì)均采用國(guó)產(chǎn)6063T5擠壓型鋁材.桿件截面均為H100×50×4×5，長(zhǎng)度均為890mm；節(jié)點(diǎn)板直徑均為280mm.連接螺栓材質(zhì)均為奧氏體不銹鋼，性能等級(jí)為A270，規(guī)格為M6，螺栓孔孔徑為6.5mm.表1給出了試件的具體信息，圖4為試件設(shè)計(jì)圖，圖5為試件編號(hào)示意圖.

表1板式節(jié)點(diǎn)試件信息匯總表

Tab.1Informationofgussetjointspecimens

試件

編號(hào)

節(jié)點(diǎn)板厚度

t/mm

加載

方式

是否有

抗剪件

備注

A1

5.00

6桿加載

否

-

B1

2.25

6桿加載

否

-

B2

2.70

6桿加載

否

-

C1

2.70

2桿加載

是

L2及L5

加載



圖4板式節(jié)點(diǎn)試件設(shè)計(jì)圖

Fig.4Drawingofgussetjointspecimens

為避免節(jié)點(diǎn)因不平衡彎矩引起面外扭轉(zhuǎn)，采用中心對(duì)稱(chēng)的2桿加載和6桿加載模式，桿件端部采用鉸接約束.為避免桿件的局部受壓，千斤頂加載點(diǎn)與桿件下翼緣通過(guò)一塊鋼板相接觸，此加載點(diǎn)與支座鉸接處的水平距離為570mm，加載示意圖如圖6和圖7所示.當(dāng)采用2桿加載方式時(shí)，節(jié)點(diǎn)域承受彎矩和剪力共同作用；采用6桿加載方式時(shí)，節(jié)點(diǎn)域只承受純彎矩作用.

圖5試件編號(hào)示意圖

Fig.5Numberingofthespecimen



圖62桿加載示意圖

Fig.6Loadattwomembers



圖76桿加載示意圖

Fig.7Loadatsixmembers

所有試件的桿件采用相同的測(cè)點(diǎn)布置方案：各桿件兩端各布置了4枚單向應(yīng)變片，分別位于節(jié)點(diǎn)域和約束端附近截面.節(jié)點(diǎn)域附近截面上的4枚應(yīng)變片，一方面可用來(lái)監(jiān)測(cè)加載是否偏心，另一方面用于計(jì)算桿端彎矩和軸力.約束端附近截面上的4枚應(yīng)變片用于監(jiān)測(cè)約束端內(nèi)力.節(jié)點(diǎn)板的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置如圖8~圖11所示，在上、下節(jié)點(diǎn)板的外表面布



圖8A1和B1上節(jié)點(diǎn)板應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖

Fig.8Straingaugingpointsonthe

upjointplatesofA1andB1





圖9A1和B1下節(jié)點(diǎn)板應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖

Fig.9Straingaugingpointsonthebottom

jointplatesofA1andB1



圖10B2和C1上節(jié)點(diǎn)板應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖

Fig.10Straingaugingpointsonthe

upjointplatesofB2andC1





圖11B2和C1下節(jié)點(diǎn)板應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖

Fig.11Straingaugingpointsonthebottom

jointplatesofB2andC1



置了一定數(shù)量的徑向應(yīng)變片和環(huán)向應(yīng)變片，并在上、下節(jié)點(diǎn)板的內(nèi)表面相應(yīng)位置布置了環(huán)向應(yīng)變片.其中上節(jié)點(diǎn)板外表面徑向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PUi表示，環(huán)向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PUTi表示，上節(jié)點(diǎn)板內(nèi)表面環(huán)向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PUBi表示；下節(jié)點(diǎn)板外表面徑向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PDi表示，環(huán)向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PDBi表示，下節(jié)點(diǎn)板內(nèi)表面環(huán)向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)用PDTi表示.

2.2試驗(yàn)現(xiàn)象

試驗(yàn)完成后，將試件拆卸進(jìn)行觀察，根據(jù)破壞現(xiàn)象可以歸納出各試件的破壞模式如表2所示.試件破壞時(shí)的照片如圖12~圖15所示.

表2試驗(yàn)現(xiàn)象匯總

Tab.2Summarizationofthetestphenomenon

試件

破壞現(xiàn)象描述

破壞模式

最大荷載

/kN

A1

節(jié)點(diǎn)板無(wú)明顯變形；桿件嚴(yán)重彎曲，其中L2和L6變形很大；整個(gè)節(jié)點(diǎn)試件向上拱起翹曲，支座處轉(zhuǎn)角明顯

桿件

破壞

9.752

B1

節(jié)點(diǎn)試件破壞時(shí)，周?chē)鷹U件無(wú)明顯變形；上節(jié)點(diǎn)板發(fā)生沿4號(hào)桿和5號(hào)桿螺栓孔中心連線的塊狀拉剪破壞；破壞路徑兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)板破壞界面有明顯的剪切現(xiàn)象；節(jié)點(diǎn)板上的部分螺栓孔變形較大，有孔壁承壓破壞現(xiàn)象

節(jié)點(diǎn)板

塊狀拉

剪破壞

5.548

B2

上節(jié)點(diǎn)板發(fā)生塊狀拉剪破壞，破壞路徑沿4號(hào)桿和5號(hào)桿螺栓孔中心連線；上節(jié)點(diǎn)板沿6號(hào)桿端部螺栓孔中心連線也發(fā)生受拉破壞，沿6號(hào)桿螺栓群的節(jié)點(diǎn)板側(cè)邊剪切變形明顯；節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)，桿件無(wú)明顯變形

節(jié)點(diǎn)板

塊狀拉

剪破壞

6.663

C1

節(jié)點(diǎn)試件破壞時(shí)，下節(jié)點(diǎn)板在桿件L1和L2之間的區(qū)格、L5和L6之間的區(qū)格發(fā)生平面外鼓曲，其他區(qū)格無(wú)明顯變形；上節(jié)點(diǎn)板的受剪變形不明顯；節(jié)點(diǎn)板上對(duì)應(yīng)5號(hào)桿件和2號(hào)桿件連接處的螺栓孔有較大的擠壓變形.桿件無(wú)明顯變形，桿件上螺栓孔也無(wú)明顯變形

節(jié)點(diǎn)板

屈曲

破壞

14.487



圖12A1桿件破壞圖13B1上節(jié)點(diǎn)板破壞



Fig.12A1memberfailureFig.13B1upplatefailure





圖14B2上節(jié)點(diǎn)板破壞圖15C1下節(jié)點(diǎn)板破壞



Fig.14B2upplatefailureFig.15C1bottomplatefailure



2.3試驗(yàn)結(jié)果分析

從試驗(yàn)破壞現(xiàn)象中可得出如下結(jié)論：1）在純彎矩作用下，節(jié)點(diǎn)板厚度對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力影響較大.當(dāng)節(jié)點(diǎn)板較厚時(shí)，節(jié)點(diǎn)承載能力強(qiáng)于桿件承載力，最終發(fā)生桿件破壞；當(dāng)節(jié)點(diǎn)板較薄時(shí)，發(fā)生節(jié)點(diǎn)板的塊狀拉剪破壞.2）在彎剪聯(lián)合作用下，節(jié)點(diǎn)的破壞模式為下節(jié)點(diǎn)板的屈曲破壞.

圖16~圖17給出了B組試件節(jié)點(diǎn)板上的環(huán)向應(yīng)變計(jì)測(cè)得的荷載應(yīng)變曲線.從圖中可以看出，當(dāng)荷載較小時(shí)，節(jié)點(diǎn)板上、下表面的應(yīng)變非常接近，上節(jié)點(diǎn)板為拉應(yīng)變，下節(jié)點(diǎn)板為壓應(yīng)變，上下節(jié)點(diǎn)板應(yīng)變對(duì)稱(chēng)發(fā)展.隨著荷載的增大，節(jié)點(diǎn)板上、下表面的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)不再同步，其中內(nèi)表面測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變隨著荷載的增大逐漸減小，外表面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變則加速增長(zhǎng).這說(shuō)明隨著荷載的增大，節(jié)點(diǎn)板開(kāi)始受到由撬力作用引起的平面外局部彎矩，且此彎矩隨著荷載的增加持續(xù)增大.

應(yīng)變?chǔ)苔弄お?/p>

圖16B1節(jié)點(diǎn)板內(nèi)外表面測(cè)點(diǎn)的荷載應(yīng)變曲線

Fig.16LoadstraincurveoftheplateofB1



應(yīng)變?chǔ)苔弄お?/p>

圖17B2節(jié)點(diǎn)板內(nèi)外表面測(cè)點(diǎn)的荷載應(yīng)變曲線

Fig.17LoadstraincurveoftheplateofB2



2.4受彎承載力數(shù)值模擬分析

為驗(yàn)證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，采用ABAQUS軟件建立了有限元模型.模擬分析的重點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)域范圍內(nèi)的應(yīng)力分布，模型中盡量縮短了節(jié)點(diǎn)域周?chē)鷹U件的長(zhǎng)度，以減少模型的單元數(shù)量.除桿件長(zhǎng)度外，其余尺寸都與試驗(yàn)試件一致.模型的邊界條件與試驗(yàn)中的邊界條件保持一致，即6個(gè)桿端均為鉸接，具體實(shí)施方法是將桿件外端斷面與一個(gè)參考點(diǎn)在所有自由度上耦合，此參考點(diǎn)只釋放繞桿件截面強(qiáng)軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，其余方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度均約束.為模擬與試驗(yàn)一致的加載方式，在各桿件的桿端參考點(diǎn)施加繞強(qiáng)軸方向上的彎矩，使所有桿都受彎矩作用.

為獲得材料本構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)，試驗(yàn)前從同批次的桿件和節(jié)點(diǎn)板上分別取樣，共制作10個(gè)材料拉伸試樣.拉伸試驗(yàn)結(jié)果如表3所示.有限元模型的材料本構(gòu)關(guān)系采用拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合RambergOsgood模型及SteinHardt建議［8-9］得出.

表3拉伸試驗(yàn)結(jié)果

Tab.3Tensiletestresults

彈性模量E

/MPa

屈服強(qiáng)度f0.2

/MPa

抗拉強(qiáng)度fu

/MPa

節(jié)點(diǎn)板

69088

104.40

213.58

H型材

65364

177.40

206.80

圖18給出了B1試件在極限承載力條件下的Mises應(yīng)力分布圖，圖19給出了其荷載應(yīng)變曲線.有限元分析表明，試驗(yàn)所得的破壞模式和有限元分析的破壞模式完全一致，應(yīng)力應(yīng)變曲線在加載初期和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，但從應(yīng)變值達(dá)到1000左右時(shí)，兩者開(kāi)始產(chǎn)生差別，有限元分析結(jié)果大于試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果，這是由于螺栓的滑移、孔徑尺寸等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)板受力狀態(tài)造成的影響在有限元模型中難以得到真實(shí)的體現(xiàn).

2.5受彎承載力分析

根據(jù)參數(shù)k1的物理意義，可將其定義為由軸力引起的軸向應(yīng)力σN與節(jié)點(diǎn)板的總應(yīng)力σ的比值.圖20和圖21給出了參數(shù)k1隨荷載的變化曲線.由圖可知，在起拱翹曲現(xiàn)象發(fā)生以前，桿端彎矩全部由上下節(jié)點(diǎn)板的拉壓內(nèi)力傳遞，即節(jié)點(diǎn)的k1為1；伴隨著起拱翹曲現(xiàn)象，節(jié)點(diǎn)板自身開(kāi)始承受部分的桿端彎矩，k1逐漸減??；起拱翹曲現(xiàn)象停止后，節(jié)點(diǎn)板拉壓內(nèi)力形成的抵抗矩與板內(nèi)承受的局部彎矩之間形成了一定比例，節(jié)點(diǎn)k1保持恒定，此時(shí)k1不小于0.5.





圖18B1的米塞斯應(yīng)力圖

Fig.18MisestressofB1

應(yīng)變?chǔ)苔弄?/p>

圖19B1荷載應(yīng)變曲線對(duì)比

Fig.19Comparisonofloadstraincurves

k1

圖20B1的荷載k1曲線



Fig.20Loadk1curveofB1



試件B1，B2的破壞模式均為上節(jié)點(diǎn)板塊狀拉剪破壞，其各桿件的荷載應(yīng)變曲線均呈直線關(guān)系，說(shuō)明整個(gè)加載過(guò)程中桿件處于彈性狀態(tài).根據(jù)試驗(yàn)得到的桿件最大應(yīng)變，結(jié)合材性試驗(yàn)得出的本構(gòu)關(guān)系曲線，可得出節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)的桿端彎矩，如表4所示.表4同時(shí)也列出了由公式（3）計(jì)算得到的Mu，計(jì)算時(shí)k1取0.5.根據(jù)拉伸試驗(yàn)，fu=206MPa，取fv=fu/3=120MPa.抗剪截面面積As和抗拉截面面積At可從如圖22所示的破壞路徑中計(jì)算得到.表4中的M45是由節(jié)點(diǎn)板破壞路徑所包圍的桿件（L4和L5）的桿端彎矩根據(jù)矢量疊加法則計(jì)算得到的.

k1

圖21B2的荷載k1曲線



Fig.21Loadk1curveofB2



表4節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)各桿件的桿端彎矩

Tab.4BendingresistanceofthespecimenskN

試

件

桿件編號(hào)

最大彎矩

試

件

桿件編號(hào)

最大彎矩

B1

1號(hào)桿

1.95

2號(hào)桿

3.02

3號(hào)桿

2.48

4號(hào)桿

2.83

5號(hào)桿

2.65

6號(hào)桿

2.86

4，5號(hào)桿合

力矩M45

4.75

公式(3)計(jì)算

得到的Mu

4.06

Mu/M45

85.47%

B2

1號(hào)桿

2.53

2號(hào)桿

3.84

3號(hào)桿

3.13

4號(hào)桿

3.46

5號(hào)桿

3.26

6號(hào)桿

3.36

4，5號(hào)桿合

力矩M45

5.80

公式(3)計(jì)算

得到的Mu

5.13

Mu/M45

88.45%



圖22B1和B2試件上節(jié)點(diǎn)板破壞路徑示意圖

Fig.22FailurepathoftheupplateofB1andB2

由表4可知，根據(jù)本文理論分析得出的承載力計(jì)算公式（3）計(jì)算出的承載力與實(shí)測(cè)承載力比值均在85%以上，吻合較好，說(shuō)明了公式（3）的合理性.

3結(jié)論

本文對(duì)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)的受彎性能進(jìn)行了理論研究，深入分析了影響鋁合金板式節(jié)點(diǎn)受彎承載力的關(guān)鍵因素，并進(jìn)一步提出了承載力計(jì)算公式.同時(shí)本文設(shè)計(jì)了4個(gè)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)研究了其在平面外彎矩作用下的破壞模式，得到了理論公式中桿件撬力作用引起的承載力折減系數(shù)k1的取值范圍，試驗(yàn)結(jié)果表明：

1)在純彎矩作用下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)板較厚時(shí)，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)于桿件，桿件發(fā)生破壞；當(dāng)節(jié)點(diǎn)板較薄時(shí)，發(fā)生節(jié)點(diǎn)板的塊狀拉剪破壞.在彎剪聯(lián)合作用下，節(jié)點(diǎn)的破壞模式為下節(jié)點(diǎn)板的屈曲和面外剪切破壞.

2)當(dāng)荷載較小時(shí)，節(jié)點(diǎn)板只受軸力；隨著荷載增大，在桿件撬力作用下節(jié)點(diǎn)板將承受面外彎矩，撬力作用使得節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力有所下降.

3)鋁合金板式節(jié)點(diǎn)的受彎承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按照公式（4）計(jì)算，其中由于桿件撬力作用引起的承載力折減系數(shù)k1可取0.5.

4)由于板式節(jié)點(diǎn)構(gòu)造對(duì)折減系數(shù)k1的取值會(huì)有一定的影響，因而對(duì)不同構(gòu)造的板式節(jié)點(diǎn)而言，k1的取值還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)研究.

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