圓鋼管混凝土K型焊接管板節點受力性能試驗

高春彥+楊衛平+李斌+史治宇

摘要：為研究格構式鋼管混凝土風力發電機塔架K型焊接管板節點的受力性能，進行了4個圓鋼管混凝土K型焊接管板節點的單調靜力加載試驗和1個空心圓鋼管K型焊接管板節點的對比試驗，探討了該類節點的破壞模式、極限承載力以及節點區應力分布和發展規律，研究了各試驗參數對節點受力性能的影響。試驗結果表明：塔柱內混凝土的填充使得焊接管板節點的破壞模式由節點交匯處塔柱管壁塑性變形失效轉變為節點板失效和腹桿失效；節點的極限承載力大幅增加，變形減小；節點幾何參數和構造參數的變化對試件受力性能的影響較大；當節點板中部設置加勁肋時，節點的承載力提高，節點板平面外失穩得以避免；當節點極限承載力由腹桿屈曲或屈服承載力控制時，在一定范圍內隨著腹桿與塔柱管徑比和壁厚比的增加，節點的承載力提高。

關鍵詞：圓鋼管混凝土；焊接管板節點；靜力加載試驗；破壞模式；極限承載力；受力性能

中圖分類號：TU392.3 文獻標志碼：A

0 引 言

近年來，隨著風力發電產業的發展，格構式鋼管混凝土塔架與傳統的錐臺形鋼結構塔筒相比，由于材料利用率高、構件尺寸小、便于運輸等優勢，具有較大的發展潛力[1-4]。在格構式鋼管混凝土風力發電機塔架結構中，塔柱采用圓鋼管混凝土，腹桿采用圓鋼管，則塔柱與腹桿交接處即為K型節點，其受力相對復雜，是研究的重點。目前各國學者對K型節點的研究主要集中在桁架、輸電塔架和格構式柱的相貫節點、法蘭連接節點、螺栓球以及空心球節點上，已有的對K型管板節點的研究也主要集中于K型插板螺栓連接節點上[5-8]。……