冷弯薄壁型钢四肢拼合梁柱节点抗弯性能研究

作者：温会平; 刘艳芝^*; 邓飞云; 张芬芬

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(04): 1445-1455.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20220771

• 冷弯薄壁型钢
• 四肢拼合截面
• 梁柱节点
• 自攻螺钉连接
• 单调加载试验
• 弯矩-转角(M-θ)曲线

基于梁、柱截面拼合形式提出一种新型梁柱连接节点，以实现其拼合截面梁柱的快速装配。为研究其抗弯性能，对4组节点试件进行单调加载试验。通过试验得到节点的破坏模式、弯矩-转角关系，分析柱板厚、节点域螺钉数量、连接件端板厚度对节点抗弯性能的影响，为之后建立有效的冷弯薄壁型钢节点性能分析模型库提供数据，并对节点承载力进行理论计算。研究结果表明：该类节点的破坏模式主要有螺钉拔出或剪断、端板抗弯失效。柱板厚度增加1倍后，节点初始刚度增加26%，极限弯矩提高39.3%；节点域螺钉数量由3排(6个)增加到4排(8个)后节点初始刚度仅增加9.9%，极限弯矩仅提高6.4%；连接件端板厚度由4 mm增加到8 mm时，节点初始刚度提高45.5%，极限承载力没有明显变化。说明柱板厚和连接件端板厚度对节点初始刚度的影响较大，柱板厚对节点极限承载力也有一定的影响，而螺钉数量对节点的初始刚度和极限承载力影响不大。柱板厚度同时翻倍后，增加节点域螺钉数量可以提高节点的初始刚度和极限承载力。4组节点的弯矩转角曲线呈现明显的非线性特征，基于欧洲钢结构Eurocode3规范确定该类节点为半刚性节点。通过对节点进行受力分析计算节点极限弯矩，将计算值与试验值进行对比发现，理论计算值与试验值较为吻合。试验研究的连接件也可用于箱型冷弯轻钢梁柱连接节点，有利于快速装配。

• 单位
  土木工程学院; 湖南大学