华南理工大学学报(自然科学版)

作者：刘岩, 陈奕贤, 王鑫, 等

单位：长安大学 建筑工程学院，西安 710061

关键词：焊接方管节点,轴力作用,方管材料特性,极限承载力,有限元分析

基金：陕西省博士后基金资助项目(2023BSHTBZZ35)

目前规范中还未规定Π型构造形式的方管节点承载力计算公式。该文在经过试验验证有限元分析准确性的基础上，基于两种方管不同区域的材料本构关系模型，利用Abaqus软件对85组在轴力作用下的节点进行了数值模拟，得到了方管Π型节点在轴力作用下的极限承载力。随后，通过参数化分析和多元回归，得出影响Π型节点极限承载力的因素以及修正的承载力计算公式。结果表明，支管-主管宽度比β对节点极限承载力和初始刚度影响较大，增大支管宽度，能够显著提高节点的极限承载力，支管上施加的荷载由主管上表面的抗弯、抗剪作用和主管侧壁共同承担，节点的破坏模式也取决于β；主管宽厚比2γ越大，意味着主管上翼缘和支管连接区域变得更加细长，降低了主管上翼缘的抗弯刚度，节点承载力和初始刚度因此降低；支管-主管高宽比η和支管间距g对节点极限承载力有一定影响，增大支管截面的高度和支管间隙，即增大了沿主管纵向方向的支管、主管相交区域，使得支管在主管翼缘更宽的区域传递荷载，节点的塑性区域更大，材料利用更充分，因此提高了节点的承载能力；支管-主管厚度比τ对节点极限承载力和初始刚度影响不大，支管的壁厚增加，提高了支管的承载力，但节点最终破坏是主管上翼缘达到屈服破坏而并非支管破坏，因此支管厚度的变化对节点承载能力影响不明显。根据有限元模型的分析结果，通过曲线拟合提出了计算方管Π型节点极限承载力的参数方程，并对该方程的准确性进行了评价，为这类节点的进一步研究和工程应用提供了参考。

来源：2024年第11期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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