直接焊接的冷彎薄壁矩形管桁架的足尺試驗研究.pdf

1、直接焊接矩形管結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題是節(jié)點極限承載力的計算，此項研究在我國正方興未艾，研究層面比較全面深入，發(fā)表了大量有關(guān)的研究成果，但限于研究經(jīng)費及試驗條件，研究工作大多集中于電腦模擬和個別節(jié)點試驗，研究成果缺乏足尺試驗驗證。本文中從施工現(xiàn)場隨機抽查一榀桁架，在結(jié)構(gòu)試驗室進(jìn)行足尺破壞試驗，在桁架桿件和節(jié)點設(shè)置應(yīng)變測點100點，節(jié)點的垂直位移測點9點，水平位移測點2點，轉(zhuǎn)角測點4點，以驗證其結(jié)構(gòu)安全度及節(jié)點設(shè)計的合理性。試驗得出了許多有

2、實際價值的成果，試驗數(shù)據(jù)與理論值吻合較好，同時對現(xiàn)有規(guī)范的各項公式進(jìn)行了深入的分析，為今后的矩形管桁架設(shè)計提供了大量理論依據(jù)，并可為我國矩形管結(jié)構(gòu)規(guī)范、規(guī)程的進(jìn)一步修訂，提供足尺試驗依據(jù)。本文主要研究工作如下所述：
　　 (1)計算模型的試驗驗證；通過對桁架桿件強度計算、次應(yīng)力影響和桁架剛度分析，對比驗證了足尺桁架試驗數(shù)據(jù)與理論計算值的吻合程度，得出：按鉸接的桁架模型計算出的桁架內(nèi)力，完全可用于工程設(shè)計，在彈性設(shè)計階段，試驗偏差

3、值較小，試驗值與理論計算值吻合較好。實測數(shù)據(jù)表明，桁架次應(yīng)力占理論計算桿件的軸向應(yīng)力比例很小，可以忽略不計。按鉸接模型計算出的桁架最大豎向撓度縮小1.15倍用于工程設(shè)計是可行的。
　　 (2)試驗研究：一榀桁架的破壞，主要為桁架桿件破壞和桁架節(jié)點破壞，根據(jù)試驗中觀察到的桁架破壞特征，結(jié)合足尺試驗數(shù)據(jù)確定整體桁架的設(shè)計承載力、極限破壞荷載，并與理論推導(dǎo)值進(jìn)行比較，以了解桁架的設(shè)計安全度和設(shè)計合理性，為今后桁架設(shè)計提供試驗依據(jù)。試驗

4、發(fā)現(xiàn)：桁架的設(shè)計，不僅應(yīng)考慮桿件的強度設(shè)計，同時應(yīng)重視桁架節(jié)點的設(shè)計。往往桁架節(jié)點的破壞，是造成桁架整體破壞的直接原因。足尺試驗得到的桁架設(shè)計承載力為理論推導(dǎo)值的1.14倍，桁架極限破壞破壞荷載值為理論承載力設(shè)計值的1.88倍。桁架節(jié)點采取加強措施后，對不同的節(jié)點型式，節(jié)點承載力提高幅度不同。如果桁架整體破壞由桿件強度控制，考慮冷彎效應(yīng)的影響，桁架承載力的提高是明顯的。按現(xiàn)行規(guī)范(GB50017-2003)、(50018-2002)分析