钢管节点文献综述钢管节点文献综述.doc

文献综述 1.1 钢管桁架节点静力性能 1.1.1 节点极限承载力研究 最早的钢管结构研究是1948年由前西德实施的钢管相贯节点极限承载力试验研究[1]，从20世纪60年代起，鹫尾健三、黑羽启明[2]、金谷弘[3]等对K、T、X形节点进行了比较系统的试验研究和T、X形钢管相贯节点承载力计算方法研究，并据此提出K形钢管相贯节点承载力计算公式的基本形式。 1969年10月美国石油协会（API）颁布的第一个有关海洋平台的就采用了此项成果。《《Packer J A与Haleem A S（1981）[]提出极限状态法进行钢管节点承载力计算公式《进行了补充。1981年，美国学者Yura[12]撰文对80年代以前的管节点承载力研究作了总结并给出了改进的节点强度公式。因此他从节点试验数据库中剔除了不符要求的数据，建立了一个由137个试验结果组成的可靠数据库。在此基础上，综述了轴向加载的T、Y、TT和K形节点以及弯矩加载的T形节点的性能。 1982年，Wardenier J [13]在其著作中对国际焊接协会（IIW）有关钢管节点设计进行了纳，并对当时有关钢管相贯节点的研究工作进行了总结。1984年，Makino Y在其博士论文中结合试验对钢管相贯节点的极限承载力和变形能力进行了系统研究[]。1984年，Kurobane Y指出，由于节点形状的复杂性，完全采用理论分析方法研究节点极限承载力是不切实际的。他采用一种经试验结果校正后的环模型，通过回归分析，整理73个X形节点、50个T形节点、398个K形节点试验结果，提出了能够覆盖弦杆直径60～510mm、钢材屈服点270～500MPa的圆钢管平面节点强度计算公式，并考虑容差控制、材料选择和结构尺寸来决定设计公式中的抗力系数，成为日本建筑学会、欧洲管节点委员会制定设计指南的依据[15]。 随着钢管结构应用的日益发展，越来越多的学者着手于空间节点的研究。1974年Akiyama[16]首次进行了空间管节点的模型试验，测试了4个KK型管节点在轴力作用下的承载力。 1984年，Makino Y发表了20个空间KK形节点试验结果，指出两受压腹杆与弦杆表面相交时其间距不同将导致不同的失效模式，这是平面K形节点所没有的特[14,17,18]。该研究的内容包括管节点局部应力应变分析、破坏机理研究、弹塑性分析、设计参数研究、作用荷载和支管约束的影响等方面。1987年至1989年，Mitsi和Nakacho等分别开始研究空间TT形节点。1990年，Scola J等[]进行了空间TT形节点的试验，肯定了前述空间KK形节点的失效模式在空间TT形节点中同样存在。1992年Cofer以及1995年Jihads等基于有限元法，采用壳单元、块体单元和过渡元建立了焊接管节点模型[]。FesslerPaul J C [18]提出对于空间节点来说建立完全独立的承载力公式是不切实际的，而应与平面节点公式建立联系。他根据58个空间节点的试验结果，使用多元回归方法得出空间TT形和空间KK形节点的极限承载力计算公式。Dexter E M等[]利用有限元进行了轴向受载下的K形搭接节点受力性能研究。[21]在广泛收集世界各国钢管节点试验数据的基础上建立了一个包括1544个实测结果和786个有限元分析结果的圆钢管相贯节点数据库，节点包括T、Y、X、K、TT、XX、TX、KK共8种类型，可供研究者自由下载的钢管相贯节点试验及有限元分析，最新的数据更新于1998年。Yoshiaki Kurobane和Kenshi Ochi[]对现行国际上的圆钢管K形节点设计方法的异同点进行了比较分析。 采用有限单元法分析了K型间隙矩形管桁架节点的极限承载力1977年，Fessler.H与Stanley采用光弹性法对T型管节点疲劳进行了试验研究。[52] 1985年，Fung[53]通过建立全比例的钢模型，通过实测节点相贯线上SCF(应力集中系数)结果与有限元方法结果比较，来证实有限元模型方法的有效性，并研究了轴力、平面弯矩对加强板T节点的SCF的影响。 1996年，Chang与Dover[54]通过对330个X与DT型管节点进行了参数分析，并得到了相关的SCF参数方程。Morgan与Lee[55]提出了支管在平衡轴向力和平面内弯曲作用下的K型节点的SCF参数公式，提出了主管和支管内表面的应力集中系数方程。 1999年，M．M．K．Lee[56]对于单面角焊缝的圆钢管节点T型、Y型、K型、X型做了有限元研究，并得出了关于这些节点一系列SCF计算公式；2000年，Gandhi P等[57]对于圆钢管内加劲环T和Y型节点做了静力和疲劳试验研究；2002年，T．C．Fung等[58]对带盖板的T型圆钢管节点在支管受轴拉、轴压、平面内弯矩、平面外弯矩4种工况下的应力分布试验和有限