直接焊接的冷彎薄壁矩形管桁架的足尺試驗研究.pdf

1、直接焊接矩形管結構設計的關鍵技術問題是節(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)表了大量有關的研究成果，但限于研究經費及試驗條件，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，在結構試驗室進行足尺破壞試驗，在桁架桿件和節(jié)點設置應變測點100點，節(jié)點的垂直位移測點9點，水平位移測點2點，轉角測點4點，以驗證其結構安全度及節(jié)點設計的合理性。試驗得出了許多有

2、實際價值的成果，試驗數(shù)據與理論值吻合較好，同時對現(xiàn)有規(guī)范的各項公式進行了深入的分析，為今后的矩形管桁架設計提供了大量理論依據，并可為我國矩形管結構規(guī)范、規(guī)程的進一步修訂，提供足尺試驗依據。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、次應力影響和桁架剛度分析，對比驗證了足尺桁架試驗數(shù)據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力，完全可用于工程設計，在彈性設計階段，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)據表明，桁架次應力占理論計算桿件的軸向應力比例很小，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，根據試驗中觀察到的桁架破壞特征，結合足尺試驗數(shù)據確定整體桁架的設計承載力、極限破壞荷載，并與理論推導值進行比較，以了解桁架的設計安全度和設計合理性，為今后桁架設計提供試驗依據。試驗

4、發(fā)現(xiàn)：桁架的設計，不僅應考慮桿件的強度設計，同時應重視桁架節(jié)點的設計。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計承載力為理論推導值的1.14倍，桁架極限破壞破壞荷載值為理論承載力設計值的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