復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點承載力試驗研究

1、主要內(nèi)容KK-Ov型節(jié)點(面內(nèi)面外均搭接)KK-IPOv節(jié)點(面內(nèi)搭接，面外不搭接)KK-OPOvKK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的承載力的有限元分析有限元分析空間KK型搭接節(jié)點概述12341.1.空間空間KKKK型搭接節(jié)點概述型搭接節(jié)點概述1.11.1空間空間KKKK型節(jié)點形式型節(jié)點形式1.2 KK1.2 KK型圓鋼管節(jié)點承載力研究中無量綱幾型圓鋼管節(jié)點承載力研究中無量綱幾 何參數(shù)何參數(shù)1.3 1.3 空間空間KKKK型節(jié)點的破壞模式型節(jié)點的破壞模式結(jié)構(gòu)質(zhì)量講評暨技術(shù)交流會1.1.空間空間KKKK型搭接節(jié)點概述型搭接節(jié)點概述 1.1空間空間KK

2、KK型節(jié)點形式型節(jié)點形式根據(jù)節(jié)點腹桿搭接情況的不同，空間KK型搭接節(jié)點可分為4種: K性平面內(nèi)外腹桿均不搭接(簡稱KK-GAP)； K型平面內(nèi)不搭接平面外搭接(簡稱KK-OPOv)； K型平面內(nèi)搭接平面外不搭接(簡稱KK-IPOv)； K型平面內(nèi)平面外均搭接(簡稱KK-Ov)編號編號節(jié)點腹桿搭接情況節(jié)點腹桿搭接情況簡稱簡稱aK型平面內(nèi)平面外腹桿均不搭接KK-GAPbK型平面內(nèi)不搭接平面外搭接KK-OPOvcK型平面內(nèi)搭接平面外不搭接型平面內(nèi)搭接平面外不搭接KK-IPOvdK型平面內(nèi)平面外腹桿均搭接型平面內(nèi)平面外腹桿均搭接KK-Ov(a) KK-Gap(b) KK-OPOv (c) KK-IPO

3、v(d) KK-Ov注：其中注：其中K K型平面是指組成空間型平面是指組成空間KKKK型節(jié)點的單型節(jié)點的單K K平面平面1.1.空間空間KKKK型搭接節(jié)點概述型搭接節(jié)點概述 1.2 KK1.2 KK型圓鋼管節(jié)點承載力型圓鋼管節(jié)點承載力研究中無量綱幾何參數(shù)研究中無量綱幾何參數(shù)影響空間KK型圓鋼管節(jié)點極限承載力的幾何參數(shù)主要有弦桿外徑D，弦桿壁厚T，腹桿外徑di，腹桿壁厚ti，腹桿沿弦桿軸向間距gl，腹桿橫向間距gt，平面內(nèi)腹桿與弦桿間夾角i，兩個單K平面之間的夾角，不同單K平面的兩根腹桿之間的夾角由i，弦桿長度L編號編號無量綱幾何參數(shù)無量綱幾何參數(shù)代號或公式代號或公式1腹桿、弦桿直徑比=di/D

4、2弦桿徑厚比=D/(2T)3腹桿、弦桿壁厚比=ti/T4腹桿軸向間距與弦桿壁厚比l=gl/T5腹桿橫向間距與弦桿直徑比t=gt/D6腹桿軸向間距與弦桿直徑比d=gl/D空間空間KKKK型節(jié)點幾何參數(shù)示意圖型節(jié)點幾何參數(shù)示意圖幾何無量綱參數(shù)表幾何無量綱參數(shù)表1.1.空間空間KKKK型搭接節(jié)點概述型搭接節(jié)點概述 1.31.3空間空間KKKK型節(jié)點的破壞模式型節(jié)點的破壞模式空間KK型節(jié)點的破壞模式共有5種編號編號破壞模式破壞模式簡稱簡稱1弦桿管壁塑性破壞且兩受壓腹桿之間的弦桿管壁無局部變形CLD12弦桿管壁塑性破壞且兩受壓腹桿之間的弦桿管壁變形顯著CLD23腹桿局部屈曲破壞BLB4腹桿軸向屈曲破壞B

5、Y5受拉腹桿與弦桿相貫處的焊縫拉斷或開裂BC或CC2. KK-OPOv2. KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析結(jié)構(gòu)質(zhì)量講評暨技術(shù)交流會2.1 2.1 分析節(jié)點幾何參數(shù)分析節(jié)點幾何參數(shù)2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管節(jié)點試驗研究型圓管節(jié)點試驗研究2.42.4節(jié)點極限承載力與公式比較節(jié)點極限承載力與公式比較2.52.5節(jié)點承載力與桿件承載力的關(guān)系節(jié)點承載力與桿件承載力的關(guān)系2.62.6節(jié)點延性分析節(jié)點延性分析2.72.7節(jié)點承載力儲備節(jié)點承載力儲備2

6、.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.1 2.1 分析節(jié)點幾何參數(shù)分析節(jié)點幾何參數(shù)節(jié)點參數(shù)選用原則節(jié)點參數(shù)選用原則面外有較大搭接，便于研究面外搭接對節(jié)點承載力的影響；面外有較大搭接，便于研究面外搭接對節(jié)點承載力的影響；面內(nèi)間隙適中，都比較適中，相應(yīng)的管徑尺寸為工程常用。面內(nèi)間隙適中，都比較適中，相應(yīng)的管徑尺寸為工程常用。搭接節(jié)點參數(shù)搭接節(jié)點參數(shù)D=325mmD=325mm、T=10mmT=10mm、d=194mmd=194mm，t=8mmt=8mm、，無偏心、，無偏心不貫通插板尺寸：不貫通插板尺寸

7、：長長600mm600mm，高，高100mm100mm，厚，厚10mm10mm貫通插板尺寸：貫通插板尺寸：長長600mm600mm，高，高425mm425mm，厚，厚10mm10mm2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析1.1.節(jié)點破壞模式節(jié)點破壞模式空間空間KK-OPOvKK-OPOv型節(jié)點的破壞模式為弦桿管壁塑性型節(jié)點的破壞模式為弦桿管壁塑性破壞且兩受壓腹桿之間的弦桿管壁無局部變形破壞且兩受壓腹桿之間的弦桿管壁無局部變形(CLD1)(CLD1)，如圖所示。，如圖所示。2.2.節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點承載力取為荷載位移曲線的第一峰值荷載和節(jié)點承載力取為荷

8、載位移曲線的第一峰值荷載和3%D3%D對應(yīng)荷載的較小值。對應(yīng)荷載的較小值。對節(jié)點隱蔽焊縫焊接、隱蔽焊縫不焊接、設(shè)置縱對節(jié)點隱蔽焊縫焊接、隱蔽焊縫不焊接、設(shè)置縱向不貫通插板和貫通插板等四種情況的節(jié)點進(jìn)行向不貫通插板和貫通插板等四種情況的節(jié)點進(jìn)行有限元分析，得到的結(jié)果如圖有限元分析，得到的結(jié)果如圖2.22.2和表和表2.12.1所示。所示。圖圖2.1 2.1 CLD1CLD1破壞模式破壞模式2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析2.2.節(jié)點承載力的有限

9、元分析節(jié)點承載力的有限元分析圖圖 2.2 2.2 有限元分析有限元分析KK-OPOvKK-OPOv節(jié)點腹桿節(jié)點腹桿 荷載荷載- -位移曲線圖位移曲線圖構(gòu)造類型構(gòu)造類型節(jié)點承載力節(jié)點承載力(kN)承載力提升承載力提升加載方式加載方式隱蔽焊縫焊接(w)906正對稱隱蔽焊縫不焊(n)898-0.9%設(shè)置縱向不貫通插板(c)103914.7%設(shè)置縱向貫通插板(tc)128541.8%從表從表2.12.1和圖和圖2.22.2可以看出：可以看出：（1 1）隱蔽焊縫的焊接與否對節(jié)點最終承載力影響很??；）隱蔽焊縫的焊接與否對節(jié)點最終承載力影響很小；（2 2）縱向插板對提高節(jié)點承載力有顯著作用，特別是貫）縱向插

10、板對提高節(jié)點承載力有顯著作用，特別是貫通弦桿的縱向插板。通弦桿的縱向插板。2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析3.3.該類節(jié)點承載力定性分析該類節(jié)點承載力定性分析該類節(jié)點的破壞模式該類節(jié)點的破壞模式(CLD1)(CLD1)導(dǎo)致了以上結(jié)果。該類節(jié)點的薄弱區(qū)域為腹桿間導(dǎo)致了以上結(jié)果。該類節(jié)點的薄弱區(qū)域為腹桿間隙間的弦桿，間隙間上弦桿面的局部抗剪能力不足，致使上弦桿面變形快速隙間的弦桿，間隙間上弦桿面的局部抗剪能力不足，致使上弦桿面變形快速發(fā)展直至節(jié)點

11、破壞，縱向插板的設(shè)置為上弦桿面增加了額外的抗剪能力，而發(fā)展直至節(jié)點破壞，縱向插板的設(shè)置為上弦桿面增加了額外的抗剪能力，而貫通弦桿的插板又能起到增強(qiáng)弦桿的整體性的作用，使弦桿的整體抗剪能力貫通弦桿的插板又能起到增強(qiáng)弦桿的整體性的作用，使弦桿的整體抗剪能力得以發(fā)揮，故縱向插板的作用才能如此顯著。得以發(fā)揮，故縱向插板的作用才能如此顯著。而隱蔽焊縫處因不是節(jié)點最薄弱區(qū)域，故即使不焊接，對節(jié)點承載力的削弱而隱蔽焊縫處因不是節(jié)點最薄弱區(qū)域，故即使不焊接，對節(jié)點承載力的削弱也是有限的。也是有限的。2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分

12、析承載力的有限元分析 2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析4.4.插板節(jié)點承載力影響的定量分析插板節(jié)點承載力影響的定量分析1)1)不貫通插板的節(jié)點承載力及插板作用原理不貫通插板的節(jié)點承載力及插板作用原理ABCD(a)(a)有限元計算結(jié)果有限元計算結(jié)果( (不貫通不貫通) )(b)(b)插板力學(xué)簡化模型插板力學(xué)簡化模型圖圖2.3 2.3 有限元云圖與力學(xué)簡化模型有限元云圖與力學(xué)簡化模型縱向不貫通插縱向不貫通插板厚度板厚度(mm) (mm) 節(jié)點承載力節(jié)點承載力(t)(t)厚度增加厚度增加比例比例承載力提升承載力提升10103.91610960%4.9%20111100%6.8%表

13、2.2不貫通縱向插板厚度影響從表從表2.32.3表可以看出，在插板貫通弦桿的情況下，隨著插板厚度的增加，節(jié)點承載力幾表可以看出，在插板貫通弦桿的情況下，隨著插板厚度的增加，節(jié)點承載力幾乎不變。乎不變。2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.22.2節(jié)點承載力有限元分析節(jié)點承載力有限元分析4.4.插板節(jié)點承載力影響的定量分析插板節(jié)點承載力影響的定量分析2)2)貫通插板節(jié)點承載力及插板作用原理貫通插板節(jié)點承載力及插板作用原理縱向不貫通插縱向不貫通插板厚度板厚度(mm) (mm) 節(jié)點承載力節(jié)點承載力(

14、t)(t)厚度增加厚度增加比例比例承載力提升承載力提升10128.516129.560%0.8%20129.6100%0.8%表2.3貫通縱向插板厚度影響從表從表2.32.3表可以看出，在插板貫通弦桿的情況下，隨著插板厚度的增加，節(jié)點承載力幾乎不變。表可以看出，在插板貫通弦桿的情況下，隨著插板厚度的增加，節(jié)點承載力幾乎不變。插板貫通使得節(jié)點域內(nèi)的弦桿整體性大大增強(qiáng)，由弦桿和插板共同組成一個大型的桁架，大大插板貫通使得節(jié)點域內(nèi)的弦桿整體性大大增強(qiáng)，由弦桿和插板共同組成一個大型的桁架，大大增強(qiáng)了節(jié)點域的承載力。此時將可能發(fā)生弦桿截面的強(qiáng)度破壞，即桿件破壞，節(jié)點效率大于增強(qiáng)了節(jié)點域的承載力。此時將可

15、能發(fā)生弦桿截面的強(qiáng)度破壞，即桿件破壞，節(jié)點效率大于1 1。(a)(a)節(jié)點域應(yīng)力分布節(jié)點域應(yīng)力分布( (貫通貫通) )(b)(b)插板應(yīng)力分布插板應(yīng)力分布圖圖 2.4 2.4 節(jié)點域應(yīng)力分布與貫通插板應(yīng)力分布節(jié)點域應(yīng)力分布與貫通插板應(yīng)力分布2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)試驗共設(shè)計試驗共設(shè)計4 4個節(jié)點試件實施靜力單調(diào)加載。個節(jié)點試件實施靜力單調(diào)加

16、載。4 4個空間個空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管節(jié)點試件型圓管節(jié)點試件中，兩個不加插板，區(qū)別在于隱蔽焊縫焊接與否；另外兩個加縱向插板，其中中，兩個不加插板，區(qū)別在于隱蔽焊縫焊接與否；另外兩個加縱向插板，其中一個貫通弦桿，一個不貫通弦桿，見表一個貫通弦桿，一個不貫通弦桿，見表2.42.4、2.52.5。實際試件見圖。實際試件見圖2.52.5圖圖2.82.8。節(jié)點試件編號節(jié)點試件編號 隱蔽焊縫焊接與否隱蔽焊縫焊接與否插板設(shè)置方式插板設(shè)置方式示意圖示意圖OPOv-W焊接無圖2.5OPOv-N不焊接無圖2.6OPOv-ZC無不貫通弦桿縱向插板圖2.7OPOv-ZTC無貫通弦桿縱向插板圖2.8表

17、 2.4 節(jié)點試件編號2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)弦桿弦桿腹桿腹桿d dt t325x10194x845500.59716.50.80.157-0.2表 2.5節(jié)點幾何參數(shù)材料：節(jié)點：Q345B；插板Q235B圖圖 2.5 OPOv-W( 2.5 OPOv-W(隱蔽焊縫焊接隱蔽焊縫焊接) )隱蔽隱蔽焊縫焊接焊接2.KK-OPOv2.KK-OPO

18、v節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)圖圖 2.5 OPOv-W( 2.5 OPOv-W(隱蔽焊縫焊接隱蔽焊縫焊接) )隱蔽隱蔽焊縫焊接焊接 圖圖 2.6 OPOv-N( 2.6 OPOv-N(隱蔽焊縫不焊接隱蔽焊縫不焊接) )內(nèi)部隱蔽焊縫不焊接2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.

19、3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)圖圖 2.7 OPOv-ZC( 2.7 OPOv-ZC(設(shè)置縱向不貫通插板設(shè)置縱向不貫通插板) )圖圖 2.8 OPOv-ZTC( 2.8 OPOv-ZTC(設(shè)置縱向貫通插板設(shè)置縱向貫通插板) )縱向不貫通插板接內(nèi)部隱蔽焊縫不焊接2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.

20、3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)-試件三向應(yīng)變花布置試件三向應(yīng)變花布置圖圖2.9 OPOv-W(N)2.9 OPOv-W(N)三向片布置圖三向片布置圖2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.12.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)-試件三向應(yīng)變花布置試件三向應(yīng)變花布置圖圖2.10 OPOv-ZC(ZTC)2.10 OPOv-ZC(ZTC)三向片布置圖三向片布置圖2.KK-OPO

21、v2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.2 OPOv-W2.3.2 OPOv-W節(jié)點破壞現(xiàn)象節(jié)點破壞現(xiàn)象圖圖2.11 OPOv-W2.11 OPOv-W破壞照片破壞照片弦桿塑性變弦桿塑性變形形焊縫開裂焊縫開裂最終破壞形態(tài)最終破壞形態(tài)弦桿管壁變形急劇加快，受拉腹桿與弦桿連接焊縫因變形而開裂并進(jìn)一步將弦桿拉開撕裂，受弦桿管壁變形急劇加快，受拉腹桿與弦桿連接焊縫因變形而開裂并進(jìn)一步將弦桿拉開撕裂，受壓腹桿壓入弦桿中，見圖壓腹桿壓入弦

22、桿中，見圖2.112.112.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.3 OPOv-N2.3.3 OPOv-N節(jié)點破壞現(xiàn)象節(jié)點破壞現(xiàn)象破壞現(xiàn)象與破壞現(xiàn)象與OPOv-WOPOv-W基本一致，見圖基本一致，見圖2.122.12圖圖2.12 OPOv-N2.12 OPOv-N破壞照片破壞照片2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析

23、 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.4 OPOv-ZC2.3.4 OPOv-ZC節(jié)點破壞現(xiàn)象節(jié)點破壞現(xiàn)象最終破壞形態(tài)：最終破壞形態(tài)：弦桿靠近受拉腹桿一側(cè)管面凹陷而靠近受壓腹桿一側(cè)管面凸出橢圓化，插板發(fā)生剪切破壞，見弦桿靠近受拉腹桿一側(cè)管面凹陷而靠近受壓腹桿一側(cè)管面凸出橢圓化，插板發(fā)生剪切破壞，見圖圖2.13.2.13.圖圖2.13 OPOv-ZC2.13 OPOv-ZC破壞照片破壞照片插板剪切屈曲插板剪切屈曲焊縫開裂焊縫開裂2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析

24、承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.5 OPOv-ZTC2.3.5 OPOv-ZTC節(jié)點破壞現(xiàn)象節(jié)點破壞現(xiàn)象腹桿只有少數(shù)測點進(jìn)入屈服，節(jié)點內(nèi)部區(qū)域弦桿腹桿均未見顯著的變形，弦桿側(cè)面管壁有腹桿只有少數(shù)測點進(jìn)入屈服，節(jié)點內(nèi)部區(qū)域弦桿腹桿均未見顯著的變形，弦桿側(cè)面管壁有較小的凹凸變形，固定端處弦桿塑性變形顯著，發(fā)生弦桿的屈服破壞，節(jié)點區(qū)靠近固定端較小的凹凸變形，固定端處弦桿塑性變形顯著，發(fā)生弦桿的屈服破壞，節(jié)點區(qū)靠近固定端一側(cè)弦桿背面由于受壓屈服而發(fā)生凹陷，見圖一側(cè)弦桿背面由于受壓屈服而發(fā)生凹陷，見圖2.14 2.14 。即

25、節(jié)點區(qū)強(qiáng)度高于弦桿。即節(jié)點區(qū)強(qiáng)度高于弦桿。圖圖2.14 OPOv-ZTC2.14 OPOv-ZTC破壞照片破壞照片弦桿背面凹陷弦桿固定端屈服2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 (1)(1)腹桿上測點應(yīng)變幾乎都沒進(jìn)入屈服，弦桿上測點大多都進(jìn)入屈服，弦桿鞍點應(yīng)變強(qiáng)度大于腹桿上測點應(yīng)變幾乎都沒進(jìn)入屈服，弦桿上測點大多都進(jìn)入屈服，弦桿鞍點應(yīng)變強(qiáng)度大于冠點；冠點；(2)(2)在同級荷載作用下，弦桿上在受拉腹桿一側(cè)的測點應(yīng)變先于受壓腹桿一側(cè)測點進(jìn)入屈服；在同級荷載作用下，弦桿上在受拉腹桿一側(cè)的測點應(yīng)變先于受壓

26、腹桿一側(cè)測點進(jìn)入屈服；(3)(3)隱蔽焊縫焊接或不焊接對于弦桿和腹桿上測點應(yīng)變分布的影響很??；隱蔽焊縫焊接或不焊接對于弦桿和腹桿上測點應(yīng)變分布的影響很??；(4)(4)加縱向不貫通插板節(jié)點，在節(jié)點區(qū)域大面積屈服后插板的存在會改變弦桿和腹桿的應(yīng)變分加縱向不貫通插板節(jié)點，在節(jié)點區(qū)域大面積屈服后插板的存在會改變弦桿和腹桿的應(yīng)變分布，主要是影響了鞍點和冠點處傳力的分配布，主要是影響了鞍點和冠點處傳力的分配(T17(T17與與T20T20，T22T22與與T24)T24)，在節(jié)點區(qū)域測點大面積，在節(jié)點區(qū)域測點大面積屈服后迅速變化并進(jìn)入屈服；屈服后迅速變化并進(jìn)入屈服；(5)(5)加縱向貫通插板的節(jié)點，改變了

27、腹桿的應(yīng)變分布，對于鞍點和冠點處傳力的分配有很大影加縱向貫通插板的節(jié)點，改變了腹桿的應(yīng)變分布，對于鞍點和冠點處傳力的分配有很大影響響(T17(T17與與T20T20，T22T22與與T24)T24)，貫通插板上測點應(yīng)變在最大荷載作用下仍未進(jìn)入屈服。，貫通插板上測點應(yīng)變在最大荷載作用下仍未進(jìn)入屈服。2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.62.3.6節(jié)點應(yīng)變規(guī)律節(jié)點應(yīng)變規(guī)律2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-

28、OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.72.3.7節(jié)點試驗極限承載力節(jié)點試驗極限承載力桿件承受軸力為主的相貫節(jié)點的靜力承載性能主要有兩種確定準(zhǔn)則桿件承受軸力為主的相貫節(jié)點的靜力承載性能主要有兩種確定準(zhǔn)則: : 1)1)腹桿軸力腹桿軸力- -相對弦桿變形曲線的極值點，稱為極限強(qiáng)度準(zhǔn)則；相對弦桿變形曲線的極值點，稱為極限強(qiáng)度準(zhǔn)則；2) 2) 腹桿相對弦桿的變形達(dá)到某一限值腹桿相對弦桿的變形達(dá)到某一限值(0.03D(0.03D，D D為弦桿直徑為弦桿直徑) )，稱為極限變形準(zhǔn)則，如圖，稱為極限變形準(zhǔn)則，如圖2.152.15所所示。節(jié)點的極限承載力取極限強(qiáng)度準(zhǔn)則和極限變形準(zhǔn)則二者中的較小

29、值示。節(jié)點的極限承載力取極限強(qiáng)度準(zhǔn)則和極限變形準(zhǔn)則二者中的較小值, ,試件極限承載力見表。試件極限承載力見表。表中相對值取為表中相對值取為( (節(jié)點承載力節(jié)點承載力-OPOv-W-OPOv-W節(jié)點承載力節(jié)點承載力)/ OPOv-W)/ OPOv-W節(jié)點承載力節(jié)點承載力100%100%。試驗極限承載。試驗極限承載力見表力見表2.62.6。2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.32.3空間空間KK-OPOvKK-OPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗研究節(jié)點試驗研究2.3.72.3.7節(jié)點試驗極限承載力節(jié)點試

30、驗極限承載力極限承載力（）極限承載力（）圖圖2.14 OPOv-ZTC2.14 OPOv-ZTC破壞照片破壞照片表表2.62.6節(jié)點極限承載力對比節(jié)點極限承載力對比試件編號試件編號節(jié)點承載力節(jié)點承載力(kN)相對值相對值OPOv-W10960OPOv-N11404.0%OPOv-ZC134022.3%OPOv-ZTC148835.8%2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.42.4節(jié)點極限承載力與公式節(jié)點極限承載力與公式比較比較4 4個試驗節(jié)點極限承載力、中國個試驗節(jié)點極限承載力、中國GB5001

31、7-2003GB50017-2003規(guī)范值、歐洲規(guī)范值、歐洲Eurocode3Eurocode3規(guī)范值、孫建規(guī)范值、孫建東公式和陳福公式計算值對比見東公式和陳福公式計算值對比見2.72.7。表表2.72.7節(jié)點承載力與公式對比節(jié)點承載力與公式對比試件名稱試件名稱試驗值試驗值(kN)GB50017-2003Eurocode3孫建東公式孫建東公式陳福公式陳福公式(kN)比值(kN)比值(kN)比值(kN)比值OPOv-W10968010.737120.658130.74OPOv-N11408010.707120.628130.71OPOv-ZC13409510.71OPOv-ZTC14881123

32、0.75目前國內(nèi)外諸多公式對于空間目前國內(nèi)外諸多公式對于空間KKKK型節(jié)點承載力都是以單型節(jié)點承載力都是以單K K平面節(jié)點承載力乘以空間調(diào)整系數(shù)的平面節(jié)點承載力乘以空間調(diào)整系數(shù)的形式得到。形式得到。陳福公式計算帶插板的節(jié)點承載力是以陳福公式計算帶插板的節(jié)點承載力是以GB50017-2003GB50017-2003公式計算的空間公式計算的空間KK-OPOvKK-OPOv節(jié)點承載力乘節(jié)點承載力乘以插板加強(qiáng)調(diào)整系數(shù)得到，結(jié)果偏安全。以插板加強(qiáng)調(diào)整系數(shù)得到，結(jié)果偏安全。GB50017-2003GB50017-2003公式、公式、Eurocode3Eurocode3公式、孫建東公式公式、孫建東公式計算值

33、總體相差不大。計算值總體相差不大。2.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.52.5節(jié)點承載力與桿件承載節(jié)點承載力與桿件承載力的關(guān)系力的關(guān)系空間空間KK-OPOvKK-OPOv型節(jié)點破壞模式與平面型節(jié)點破壞模式與平面K K型間隙節(jié)點類似，主要發(fā)生弦桿表面的塑性破型間隙節(jié)點類似，主要發(fā)生弦桿表面的塑性破壞。節(jié)點破壞時腹桿一般未大面積屈服，但弦桿可能先于節(jié)點發(fā)生全截面屈服破壞。壞。節(jié)點破壞時腹桿一般未大面積屈服，但弦桿可能先于節(jié)點發(fā)生全截面屈服破壞。表表2.82.8給出了各試驗節(jié)點的節(jié)點承載力與桿件承載

34、力之間的關(guān)系。其中桿件承載力給出了各試驗節(jié)點的節(jié)點承載力與桿件承載力之間的關(guān)系。其中桿件承載力為腹桿全截面屈服對應(yīng)荷載，節(jié)點效率為節(jié)點承載力為腹桿全截面屈服對應(yīng)荷載，節(jié)點效率為節(jié)點承載力/ /桿件承載力。桿件承載力。表表2.82.8試件節(jié)點承載效率比較試件節(jié)點承載效率比較試件編號試件編號節(jié)點承載力節(jié)點承載力(kN)桿件承載力桿件承載力(kN)節(jié)點效率節(jié)點效率OPOv-W109616210.68OPOv-N114016210.70OPOv-ZC134016210.83OPOv-ZTC148816210.922.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接

35、) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 評價節(jié)點延性的一個重要指標(biāo)是節(jié)點延性系數(shù)，即評價節(jié)點延性的一個重要指標(biāo)是節(jié)點延性系數(shù)，即弦桿管壁極限變形弦桿管壁極限變形uu與管壁屈服與管壁屈服變形變形yy的比值的比值。延性系數(shù)越大，節(jié)點進(jìn)入塑性后承受大變形的潛力越大，節(jié)點延性。延性系數(shù)越大，節(jié)點進(jìn)入塑性后承受大變形的潛力越大，節(jié)點延性越好。目前越好。目前uu和和yy有多種定義方法，本文取節(jié)點達(dá)到極限承載力有多種定義方法，本文取節(jié)點達(dá)到極限承載力NuNu時對應(yīng)的變形時對應(yīng)的變形為極限變形；根據(jù)為極限變形；根據(jù)KurobaneKurobane準(zhǔn)則確定屈服變形，即在腹桿軸力準(zhǔn)則確定屈服變形，即在腹桿軸力

36、相對弦桿管壁變形相對弦桿管壁變形曲線中，作出斜率為曲線中，作出斜率為0.779KN(KN0.779KN(KN為節(jié)點初始剛度為節(jié)點初始剛度) )的直線，該直線與曲線的交點所對的直線，該直線與曲線的交點所對應(yīng)的荷載和變形即為節(jié)點的屈服承載力應(yīng)的荷載和變形即為節(jié)點的屈服承載力NyNy和屈服變形和屈服變形yy。表。表2.92.9列出了各節(jié)點的延列出了各節(jié)點的延性系數(shù)。從表中可看出，各節(jié)點延性系數(shù)均大于性系數(shù)。從表中可看出，各節(jié)點延性系數(shù)均大于3 3，具有較好的延性。，具有較好的延性。2.62.6節(jié)點延性分析節(jié)點延性分析表表2.9 2.9 節(jié)節(jié)點點延延性性系系數(shù)數(shù)試件編號試件編號受拉腹桿受拉腹桿受壓腹桿

37、受壓腹桿u/y平均值平均值yuu/yyuu/yOPOv-W0.153.9026.0-0.40-4.8712.219.1OPOv-N0.252.7511.0-0.50-3.476.99.0OPOv-ZC0.224.8121.9-0.13-3.0023.122.5OPOv-ZTC0.273.1211.6-0.21-1.225.88.72.KK-OPOv2.KK-OPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 2.72.7節(jié)點承載力儲備節(jié)點承載力儲備Nu/NyNu/Ny反應(yīng)了節(jié)點屈服后持續(xù)承載的能力，即節(jié)點承載力儲備，從表反應(yīng)了節(jié)點屈服后持續(xù)

38、承載的能力，即節(jié)點承載力儲備，從表2.102.10中可以看出中可以看出各節(jié)點的承載力儲備均較大。各節(jié)點的承載力儲備均較大。表表2.10 2.10 節(jié)點承載力儲備節(jié)點承載力儲備試件編號試件編號受拉腹桿受拉腹桿受壓腹桿受壓腹桿Nu/Ny平均值平均值Ny(kN)Nu(kN)Nu/NyNy(kN)Nu(kN)Nu/NyOPOv-W53710962.0-600-10961.81.9OPOv-N67011401.7-776-11401.51.6OPOv-ZC58613402.3-803-13401.72.0OPOv-ZTC63514882.3-812-14881.82.12.KK-OPOv2.KK-OPO

39、v節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)不搭接，面外搭接面內(nèi)不搭接，面外搭接) )承載力的有限元分析承載力的有限元分析 3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭面內(nèi)搭接，面外不搭接接) )3.13.1分析節(jié)點幾何參數(shù)分析節(jié)點幾何參數(shù)3.23.2節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點承載力的有限元分析3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管節(jié)點試驗型圓管節(jié)點試驗3.43.4節(jié)點極限承載力與公式比較節(jié)點極限承載力與公式比較3.53.5節(jié)點極限承載力與桿件承載力的關(guān)系節(jié)點極限承載力與桿件承載力的關(guān)系結(jié)構(gòu)質(zhì)量講評暨技術(shù)交流會3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭

40、接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.13.1分析節(jié)點幾何參數(shù)分析節(jié)點幾何參數(shù)對于面外不搭接，面內(nèi)搭接的空間對于面外不搭接，面內(nèi)搭接的空間KKKK型節(jié)點破壞型節(jié)點破壞模式有模式有4 4種：種：CLD2+BLBCLD2+BLB；CLD1+BLBCLD1+BLB；BYBY；BLBBLB。主。主要破壞模式是要破壞模式是CLD2+BLBCLD2+BLB，見圖，見圖3.13.1。只有兩受壓。只有兩受壓腹桿之間的弦桿管壁變形較大，橫向插板的設(shè)置腹桿之間的弦桿管壁變形較大，橫向插板的設(shè)置才能取得效果。才能取得效果。節(jié)點參數(shù)：節(jié)點參數(shù)：D=325mmD=325mm、T=10mmT=10mm、d=168mmd=168

41、mm，t=8mmt=8mm、，、，, ,單單K K平面內(nèi)偏心平面內(nèi)偏心3cm3cm。插板。插板尺寸：長尺寸：長325mm325mm，高，高40mm40mm，厚，厚10mm10mm。圖圖3.1 CLD23.1 CLD2破壞模式破壞模式3.23.2節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點承載力的有限元分析圖圖 3.2 3.2 有限元計算節(jié)點腹桿荷載有限元計算節(jié)點腹桿荷載- -位移曲線位移曲線圖圖節(jié)點編節(jié)點編號號構(gòu)造類型構(gòu)造類型節(jié)點承載節(jié)點承載力力(kN)承載力提承載力提升升加載方式加載方式1隱蔽焊縫焊接(W)1281正對稱(s)2隱蔽焊縫不焊(N)1230-4.0%正對稱(s)3隱蔽焊縫不焊(N)1099-14

42、.2%反對稱(a)4放置橫向插板(HC)13334.1%正對稱(s)表表3.13.1 有限元計算節(jié)點承載力有限元計算節(jié)點承載力3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.23.2節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點承載力的有限元分析節(jié)點有限元分析結(jié)論：節(jié)點有限元分析結(jié)論：1.1.在正對稱荷載作用下，隱蔽焊縫不焊會使該節(jié)點的承載力略微下降；反對稱荷載作用在正對稱荷載作用下，隱蔽焊縫不焊會使該節(jié)點的承載力略微下降；反對稱荷載作用下，則需進(jìn)一步研究。下，則需進(jìn)一步研究。2.2.橫向節(jié)點板的構(gòu)造對于承載力的提高很小，從圖橫向節(jié)點板的構(gòu)造對于承載力的提高很小

43、，從圖3.33.3可看出：可看出：圖圖 3.3 IPOv-HC 3.3 IPOv-HC節(jié)點有限元破壞形態(tài)節(jié)點有限元破壞形態(tài)(1)(1)在腹桿水平分力作用下，插板成為抗彎結(jié)構(gòu)，受在腹桿水平分力作用下，插板成為抗彎結(jié)構(gòu)，受力十分不利，變形嚴(yán)重。力十分不利，變形嚴(yán)重。(2)(2)弦桿的變形主要集中在靠近腹桿鞍點區(qū)域，設(shè)置弦桿的變形主要集中在靠近腹桿鞍點區(qū)域，設(shè)置插板處的弦桿面本身應(yīng)力水平和變形相對較低，因插板處的弦桿面本身應(yīng)力水平和變形相對較低，因此設(shè)置插板的效果也就有限。此設(shè)置插板的效果也就有限。3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.3

44、3.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗1. IPOv1. IPOv類節(jié)點試件共類節(jié)點試件共4 4個，除了采用不同的構(gòu)造措施和加載方式，其余條件個，除了采用不同的構(gòu)造措施和加載方式，其余條件( (鋼管材料、鋼管材料、幾何參數(shù)等幾何參數(shù)等) )均保證相同。節(jié)點所用材料均為均保證相同。節(jié)點所用材料均為Q345BQ345B鋼材。節(jié)點試件編號見表鋼材。節(jié)點試件編號見表3.23.2，節(jié)，節(jié)點點幾何參數(shù)見表幾何參數(shù)見表3.33.3，幾何參數(shù)定義見圖，幾何參數(shù)定義見圖1.21.2。其中橫向插板幾何參數(shù)：長其中橫向插板幾何參數(shù)：長355mm355mm，高，高212.5mm212.

45、5mm，厚，厚10mm10mm。試件照片見圖試件照片見圖3.43.43.73.7。3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件編號節(jié)點試件編號隱蔽焊縫焊接與否隱蔽焊縫焊接與否插板設(shè)置方式插板設(shè)置方式加載方式加載方式示意圖示意圖IPOv-W焊接無正對稱圖 IPOv-N不焊接無正對稱圖 IPOv-HC無橫向插板正對稱圖 IPOv-N-A不焊接無反對稱圖 表表3.13.1 有限元計算節(jié)點承載力有限元計算節(jié)點承載力3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試

46、驗節(jié)點試驗3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)弦桿弦桿腹桿腹桿dtelet325x10168x862800.51716.250.8-0.1520.154-3cm0表表 3.3 3.3節(jié)點幾何參數(shù)節(jié)點幾何參數(shù)圖圖 3.4 3.4隱蔽焊縫焊接節(jié)點隱蔽焊縫焊接節(jié)點(IPOv-W)(IPOv-W)隱蔽焊縫焊接3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)圖圖 3.5 3.5隱蔽焊縫不焊節(jié)

47、點隱蔽焊縫不焊節(jié)點(IPOv-N)(IPOv-N)隱蔽焊縫不焊3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)圖圖 3.6 3.6加橫向插板節(jié)點加橫向插板節(jié)點(IPOv-HC)(IPOv-HC)橫向插板3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何

48、參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)圖圖 3.7 3.7隱蔽焊縫不焊且反對稱加載節(jié)點隱蔽焊縫不焊且反對稱加載節(jié)點(IPOv-N-A)(IPOv-N-A)隱蔽焊縫不焊3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.13.3.1節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)節(jié)點試件及相關(guān)幾何參數(shù)試件三向應(yīng)變花設(shè)置試件三向應(yīng)變花設(shè)置圖圖 3.8 IPOv-W(N 3.8 IPOv-W(N、N-A)N-A)三向片布置圖三向片布置圖圖圖 3.9 IPOV-HC 3.9 IPOV-HC三向片布置圖三向片布置圖

49、3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.2 IPOv-W3.3.2 IPOv-W節(jié)點節(jié)點圖圖 3.10 IPOv-W 3.10 IPOv-W破壞照片破壞照片(a)(a)節(jié)點全貌節(jié)點全貌(b)(b)焊縫斷裂面焊縫斷裂面(c)(c)焊縫開裂焊縫開裂腹桿2焊縫斷裂弦桿變形不顯著焊縫斷裂面三集點處焊縫開裂腹桿4腹桿1最終破壞形態(tài)最終破壞形態(tài)受拉腹桿受拉腹桿2 2與弦桿及受壓腹桿與弦桿及受壓腹桿3 3之間的連接焊縫發(fā)生斷裂之間的連接焊縫發(fā)生斷裂( (圖圖3.10a3

50、.10a、b)b)，整個受拉腹桿，整個受拉腹桿2 2在焊縫處沿著焊喉面被拉斷，弦桿有一定的凹凸變形，另一側(cè)三集點處焊縫開裂，且在焊縫處沿著焊喉面被拉斷，弦桿有一定的凹凸變形，另一側(cè)三集點處焊縫開裂，且裂縫向受拉腹桿與弦桿之間的連接焊縫發(fā)展裂縫向受拉腹桿與弦桿之間的連接焊縫發(fā)展( (圖圖3.10c)3.10c)。3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.3 IPOv-N3.3.3 IPOv-N節(jié)點節(jié)點圖圖 3.11 IPOv-N 3.11 IPOv-N破壞照片

51、破壞照片(a)(a)節(jié)點全貌節(jié)點全貌(b)(b)焊縫斷裂面焊縫斷裂面(c)(c)弦桿變形弦桿變形最終破壞形態(tài)最終破壞形態(tài)受拉腹桿受拉腹桿1 1與受壓腹桿及弦桿之間的連接焊縫發(fā)生開裂并進(jìn)而引發(fā)整個受拉腹桿被拉斷，與受壓腹桿及弦桿之間的連接焊縫發(fā)生開裂并進(jìn)而引發(fā)整個受拉腹桿被拉斷，弦桿表面凹凸變形較明顯，其余腹桿未見顯著變形及焊縫開裂。弦桿表面凹凸變形較明顯，其余腹桿未見顯著變形及焊縫開裂。腹桿1斷裂腹桿斷裂面焊縫斷裂面弦桿變形3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗

52、3.3.4 IPOv-HC3.3.4 IPOv-HC節(jié)點節(jié)點圖圖3.12 IPOv-HC3.12 IPOv-HC破壞照片破壞照片(a)(a)節(jié)點全貌節(jié)點全貌(b)(b)弦桿變形弦桿變形(c)(c)腹桿斷裂面腹桿斷裂面最終破壞形態(tài)最終破壞形態(tài)腹桿腹桿2 2在端部加勁處被拉斷，發(fā)生桿件破壞，節(jié)點未破壞，弦桿有一定的凹凸變形，其在端部加勁處被拉斷，發(fā)生桿件破壞，節(jié)點未破壞，弦桿有一定的凹凸變形，其余腹桿及插板變形不顯著。余腹桿及插板變形不顯著。腹桿2拉斷弦桿變形腹桿2斷裂面3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPO

53、vKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.5 IPOv-N-A3.3.5 IPOv-N-A節(jié)點節(jié)點圖圖3.12 IPOv-HC3.12 IPOv-HC破壞照片破壞照片(a)(a)弦桿側(cè)面變形弦桿側(cè)面變形 (b)(b)焊縫斷裂焊縫斷裂(c)(c)弦桿內(nèi)表面變形弦桿內(nèi)表面變形最終破壞形態(tài)最終破壞形態(tài)受拉腹桿受拉腹桿2 2在外側(cè)三集點處焊縫開裂并引起整個連接焊縫的連續(xù)斷裂在外側(cè)三集點處焊縫開裂并引起整個連接焊縫的連續(xù)斷裂( (圖圖3.13b)3.13b)，弦桿側(cè)，弦桿側(cè)面有一定的凹凸變形面有一定的凹凸變形( (圖圖3.13a)3.13a)，弦桿頂面有較明顯的塑性變形，弦桿頂面有較明顯的塑性

54、變形( (圖圖3.13c)3.13c)，其余腹桿，其余腹桿無顯著變形。無顯著變形。弦桿側(cè)面變形腹桿2焊縫斷裂弦 桿 頂 面 塑性變形3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.33.3空間空間KK-IPOvKK-IPOv型圓管型圓管節(jié)點試驗節(jié)點試驗3.3.63.3.6節(jié)點極限承載力節(jié)點極限承載力試驗上述試驗上述4 4個節(jié)點的極限承載力見表個節(jié)點的極限承載力見表3.43.4試件編號試件編號節(jié)點承載力節(jié)點承載力(kN)相對值相對值IPOv-N15510IPOv-W1393-10.2%IPOv-HC15993.1%IPOv-N-A1275-17

55、.8%表表 3.4 3.4 節(jié)點極限承載力對比節(jié)點極限承載力對比3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.43.4節(jié)點極限承載力與公式節(jié)點極限承載力與公式比較比較4 4個試驗節(jié)點極限承載力、中國個試驗節(jié)點極限承載力、中國GB50017-2003GB50017-2003規(guī)范值、歐洲規(guī)范值、歐洲Eurocode3Eurocode3規(guī)規(guī)范值、孫建東公式和李明公式計算值對比見表范值、孫建東公式和李明公式計算值對比見表3.53.5公式中用到的桿件截面幾何尺寸、材料強(qiáng)度均采用試驗實測值。表中比值為公式值公式中用到的桿件截面幾何尺寸、材料強(qiáng)度均采用試

56、驗實測值。表中比值為公式值/ /試驗值。試驗值。表表 3.5 3.5 試驗節(jié)點極限承載力確定試驗節(jié)點極限承載力確定試件名稱試件名稱試驗值試驗值(kN)GB50017-2003Eurocode3孫建東公式孫建東公式李明公式李明公式(kN)比值(kN)比值(kN)比值(kN)比值IPOv-W13938190.598020.5810230.7311940.86IPOv-N15518190.538020.5210150.6511830.76IPOv-HC15998190.518020.5110150.6311830.74IPOv-N-A12758190.648020.6410150.8011830.9

57、33.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.43.4節(jié)點極限承載力與公式節(jié)點極限承載力與公式比較比較由表由表3.53.5克制克制，目前國內(nèi)外諸多公式對于空間，目前國內(nèi)外諸多公式對于空間KKKK型節(jié)點承載力都是以單型節(jié)點承載力都是以單K K平面節(jié)點承載力乘以空間調(diào)整系數(shù)的形式得到。平面節(jié)點承載力乘以空間調(diào)整系數(shù)的形式得到。GB50017-2003GB50017-2003公式、公式、Eurocode3Eurocode3公式、孫建東公式以及李明公式計算值公式、孫建東公式以及李明公式計算值與實驗值相比均偏保守，其中李明公式是以平面與實驗值相比均

58、偏保守，其中李明公式是以平面K K型節(jié)點承載力乘以空型節(jié)點承載力乘以空間系數(shù)間系數(shù)0.90.9確定，其平面確定，其平面K K型搭接節(jié)點承載力計算是依據(jù)搭接節(jié)點的由腹型搭接節(jié)點承載力計算是依據(jù)搭接節(jié)點的由腹桿所決定的破壞模式，精度較高，所以此公式計算結(jié)果與試驗相對最為桿所決定的破壞模式，精度較高，所以此公式計算結(jié)果與試驗相對最為接近。孫建東公式的空間調(diào)整系數(shù)考慮了腹桿厚度的影響，所以得到的接近。孫建東公式的空間調(diào)整系數(shù)考慮了腹桿厚度的影響，所以得到的結(jié)果也較接近試驗值。而其余結(jié)果也較接近試驗值。而其余2 2個公式所對應(yīng)的平面?zhèn)€公式所對應(yīng)的平面K K型節(jié)點承載力公式型節(jié)點承載力公式均由平面均由平面

59、K K型間隙節(jié)點得到，所以精度較差，且更保守。型間隙節(jié)點得到，所以精度較差，且更保守。3.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.53.5節(jié)點極限承載力與桿件節(jié)點極限承載力與桿件承載力的關(guān)系承載力的關(guān)系搭接節(jié)點由于荷載可以通過拉壓腹桿之間的相互搭接處傳遞，所以節(jié)點搭接節(jié)點由于荷載可以通過拉壓腹桿之間的相互搭接處傳遞，所以節(jié)點承載力相對較高，節(jié)點效率也相對較高。承載力相對較高，節(jié)點效率也相對較高。表表3.63.6給出了各試驗節(jié)點的節(jié)點承載力與桿件承載力之間的關(guān)系。給出了各試驗節(jié)點的節(jié)點承載力與桿件承載力之間的關(guān)系。其中桿件承載力為腹桿全截面

60、屈服和弦桿全截面屈服對應(yīng)腹桿軸力的較小值，節(jié)點效其中桿件承載力為腹桿全截面屈服和弦桿全截面屈服對應(yīng)腹桿軸力的較小值，節(jié)點效率為節(jié)點承載力率為節(jié)點承載力/ /桿件承載力。桿件承載力。表表 3.6 3.6試件節(jié)點承載效率比較試件節(jié)點承載效率比較試件編號試件編號節(jié)點承載力節(jié)點承載力(kN)桿件承載力桿件承載力(kN)節(jié)點效率節(jié)點效率IPOv-W139316170.86IPOv-N155115980.97IPOv-HC159915981.00IPOv-N-A127515980.793.KK-IPOv3.KK-IPOv節(jié)點節(jié)點( (面內(nèi)搭接，面外不搭接面內(nèi)搭接，面外不搭接) )3.53.5節(jié)點極限承載力