X形方钢管节点平面内抗弯性能试验研究

X形方钢管节点平面内抗弯性能试验研究摘要：本文主要研究X形方钢管节点的平面内抗弯性能试验，分析了节点的力学特性和破坏模式，探讨了影响节点抗弯性能的主要因素。通过试验数据分析和数值模拟，得出了节点的弯曲刚度和承载力等关键参数，为X形方钢管节点设计和应用提供了理论依据。关键词：X形方钢管；节点；平面内抗弯性能；试验研究；影响因素；数值模拟Abstract：Thispapermainlystudiesthein-planebendingperformancetestofX-shapedsquaresteeltubenodes,analyzesthemechanicalcharacteristicsandfailuremodesofthenodes,andexploresthemainfactorsthataffectthebendingperformanceofthenodes.Throughanalysisofexperimentaldataandnumericalsimulation,keyparameterssuchasbendingstiffnessandcarryingcapacityofthenodesareobtained,providingatheoreticalbasisforthedesignandapplicationofX-shapedsquaresteeltubenodes.Keywords:X-shapedsquaresteeltube;Node;In-planebendingperformance;Experimentalresearch;Influencingfactors;Numericalsimulation1.引言X形方钢管节点是一种新型轻型结构节点，具有强度高、刚度大、重量轻、施工简便等优点，被广泛应用于现代建筑领域。钢结构体系中的节点是承担结构荷载的关键部位，因此节点的设计和性能研究成为了钢结构工程中的重要课题。本文主要研究X形方钢管节点的平面内抗弯性能试验，探讨节点的力学特性和破坏模式，分析影响节点抗弯性能的主要因素。通过试验数据分析和数值模拟，得出了节点的弯曲刚度和承载力等关键参数。2.试验方法2.1试件制备选择X形方钢管作为节点的主体结构，尺寸为100mm×100mm×5mm。节点中部预留一孔，用于加固连接。试验采用6组节点，分别对两组不同孔径进行比较。试验中，钢管采用贯穿焊接的方式与四根钢棒连接。2.2试验装置采用万能材料试验机作为试验装置，测试加载-变形曲线。试验条件为静载，加载速度为2mm/min。2.3试验内容试验中，按照钢结构设计规范的要求，分别进行节点轴向压缩试验和弯曲试验。在节点轴向压缩试验中，加载点位于节点中部，加载力逐步增加，直至节点破坏。在节点弯曲试验中，加载点位于节点顶端，加载力也逐渐增加，直至节点破坏。3.试验结果分析根据试验数据分析，得出了节点的力学特性和破坏模式。如图1所示，节点在载荷作用下出现了弯曲变形，最终形成轴向拉伸和横向弯曲双重破坏模式。节点破坏后，观察节点中部钢管的局部压扁和断裂，钢棒断裂，节点整体变形明显。图1节点破坏模式根据试验数据，采用数值模拟的方法，得出节点的弯曲刚度和承载力等参数。如图2和图3所示，节点在不同载荷下的弯曲曲线和荷载-位移曲线，可以看出节点的弯曲刚度和承载力等数据。图2节点弯曲曲线图3荷载-位移曲线4.影响因素分析通过试验数据和数值模拟，可以得出影响节点抗弯性能的几个主要因素：节点尺寸、孔径大小、管壁厚度、连接方式等。钢管节点的尺寸是影响其抗弯性能的重要因素。节点截面积越大，弯曲刚度越大，承载力也越大。孔径的大小对节点的弯曲刚度和承载力也有较大影响。孔径越大，节点的刚度和承载力越小。钢管节点的壁厚和连接方式也会影响其抗弯性能。壁厚越大，节点承载力越大，但弯曲刚度也会相应增大。对于连接方式，采用贯穿焊接的节点比螺栓连接节点具有更高的强度和刚度。5.结论本文通过对X形方钢管节点的平面内抗弯性能