第４ｌ卷第１２期
２００
土木工程学报
ＣＨＩＮＡＣＩＶＩＬ
Ｖ０１．４ｌＤｅｃ．
Ｎｏ．１２２００８
８年１２月
ＥＮＧ玎哐ＥＲ矾ＣＪＯＵＲＮＡＬ
Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
武振宇
陈鹏王渊阳
（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５００９０）
摘要：为了得到Ｔ型方管节点的滞回性能，为进一步研究方管结构的抗震性能打下基础。对轴向往复荷载作用下的１２个Ｔ型方管节点进行试验研究。试验中６个节点采用弦杆两端约束的边界条件，其余６个节点采用弦杆中部约束的边界条件。得到节点试件的破坏模式和滞回曲线，以及用以评价节点抗震性能的主要参数（承载力、延性和能量耗散系数）。研究不同约束条件和几何参数对节点滞回性能的影响。将节点的极限承载力与单向荷载作
用下我国规范公式（ＧＢ５００１７－－２００３）计算结果、ＣＩＤＥＣＴ公式计算结果和有限元分析结果进行比较。结果表明：
节点的破坏模式主要是受压时弦杆表面塑性变形和受拉时焊缝边缘开裂，导致在支弦杆交汇处被拉断；节点滞回曲线饱满，从节点域靠近弦杆侧壁的两侧开裂到节点完全破坏还有很大的耗能能力；焊缝尺寸对节点的滞回性能影响较大。
关键词：Ｔ型方管节点；滞回曲线；破坏模式；往复荷载中图分类号：ＴＵ３９２．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００８）１２－０００８－０６
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅＳＨＳｊｏｉｎｔｓ
ＷｕＺｈｅｎｙｕＣｈｅｎＰｅｎｇ
ＷａｎｇＹｕａｎｙａｎｇ
（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）
ｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅＳＨＳ－ｊｏｉｎｔｓａｎｄｌａｙｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅａｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＳＨＳｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｗｅｌｖｅＴ・ｔｙｐｅＳＨＳｔｈｒｏｕｇｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓ．Ｓｉｘｏｆｔｈｅｓｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｌｌｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｏｆｔｈｅ
ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎ
ｔｈｅ
ｊｏｉｎｔｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｔｔｗｏｅｎｄｓｏｆｔｈｅａｄｏｐｔｅｄ
ａｘｉａｌｌｙｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｃｈｏｒｄ，ａｎｄ
ａ
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ｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅｃｈｏｒｄ
ｗａｓ
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ｉｏｉｎｔｓ．Ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄ
ｃｕｒｖｅｓ
ｏｆｔｌｌｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔａｎｔａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ，ｓｕｃｈ
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ｗｅｒｅ
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ｊｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ
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ＣＩＤＥＣＴｆｏｒｍｕｌａａｎｄ
ｔｈｅ
（ＧＢ５００１７—２００３），ｔｈｅ
ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ
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ｌｏａｄｉｎｇ，
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ｍｏｄｅｓ
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．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔ－ｔｙｐｅＳＨＳｊｏｉｎｔ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅ；ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅ；ｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇＥ－ｍａｉｌ：ｗｕｚｈｅｎｙｕ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金（５０５７８０５５）
作者简介：武振字。博士，教授收稿日期：２００７－０９—２７
第４１卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
・９・
面中部焊有一块板，通过螺栓与加载装置固定连接。
引言
钢管结构由于其优美的建筑效果、自重轻、加工
所有试件都在支杆端部施加往复轴向荷载。１．２试件
图２给出了两种约束条件下的节点试件详图，表１给出了节点有关的几何参数及试件编号。试件编号中字母Ｄ表示弦杆端部约束的试件，Ｚ表示弦杆中部约束的试件。弦杆截面均为１００ｍｍ×３（２．７３）ｒａｉｎ，
长度为７００ｍｍ，括号里面的数值是杆件厚度的实际尺寸。ｐ为支弦杆宽度比（本文采用３种ｐ，即０４、Ｑ６、０劝，下为支弦杆厚度比（本文取０．６３７，０．６８９，０．９４２）。支弦杆采用角焊缝相连，＾ｆ为支弦杆交汇处焊脚尺寸
简单、安装快捷、合理的结构形式和良好的经济性
能，在世界各国得到广泛的应用。对钢管节点的静力
性能、高周疲劳性能已经开展了大量的研究工作，研
究成果比较成熟…。对抗火、防腐以及风荷载作用下
的性能及设计方法的探讨也在不断深入【２】。节点是钢
管结构的关键部位和罕遇地震下产生能量耗散的部位，只有了解其在低周往复荷载作用下的滞回性能才能正确评价管结构抗震能力，因而近年来得到国内外学者的关注，并对圆管节点滞回性能开展了一系列的研究工作１２－６］。对方管节点这方面的研究显得稍有落后，目前在国内尚未查阅到方管节点在往复荷载作用
的平均值。
下的滞回性能的研究报道。只有了解方管结构抗震性
能才能设计出适用于地震区的、经济合理的结构，随着方管结构的广泛应用，这方面的研究显得越发迫切。因此本文对两种约束条件下的１２个Ｔ型方管节点进行了轴向往复荷载作用下的试验研究，以作为进一步研究方管桁架抗震性能的基础。
（ａ）弦杆端部约束
１试验设计
２施加往复荷载
１．１加载装置
本文进行两种约束条件下Ｔ型方管节点的滞回性能试验，加载方式如图ｌ所示。拉压千斤顶倒立放置，上端通过螺栓与刚架横梁固定连接，保证加载过程中荷载始终保持在竖直方向。下端通过连接件连接传感器，传感器再通过一个连接件与试件支杆端板用螺栓连接。对于弦杆端部约束的情况，弦杆两端焊有端板，通过４个高强螺栓把端板与加载装置相连；对于弦杆中部约束的情况，弦杆两端自由，在弦杆下表
Ｅ扫
２磁性表座布置位置
！＝！
（ｂ）弦杆中部约束图２位移传感器布置
拉压
千
Ｆｉｇ２ＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｏｆＬＶＤＴ
１．３材性试验
门式刚架
门式刚架
斤
’传感
分别在钢管壁面的中部截取板形标准拉伸试件和在圆角过渡处截取角形标准拉伸试件进行材性试
验…。全截面的材料性能取为角形试样对应的材料性能乘以所占截面总面积的百分比和板形试样对应的材料性能乘以所占截面总面积的百分比之和，试验结果列于表２。
１．４仪表布置与测量方案
严
连接
器ｌ
ｒ件
试件
膳攀
（ａ）弦杆端部约束装置（ｂ）弦杆中部约束装置
图１加载装置简图
Ｆｉｇ１
对弦杆端部约束的试件，在荷载作用下弦杆必然会产生弯曲变形，同时试件和试验装置是通过螺栓连
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｅｓｔｓｅｔｕｐ
・１０・
土木工程学报
２００８薤
表１试件参数
Ｔａｂｌｅ１
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
表２方管钢材力学性能Ｔａｂｌｅ
２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＳＨＳ
接的，会产生滑移变形，故确定节点相对位移时必须考虑这些影响。ＬＶＤＴ（位移传感器）的布置见图２（ａ），８１。８６布置在弦杆上，８１和８６布置在弦杆端部，测量节点由支座滑移引起的整体位移。８２—８５测量值即包括此位置的整体滑移又包括纯弯曲变形，
扣除整体滑移以后就可得到弯曲变形，把这４个弯曲
变形在每一个荷载点拟合一个３次曲线，从而得到支弦杆交汇面处弦杆弯曲引起的变形。８７、８８布置在支杆的端板上，测量端板的整体竖向移动。节点位移为支杆端部位移减去由支座滑移引起的节点整体位移、弦杆弯曲变形和支杆的轴向拉压变形。
对于弦杆中部约束的情况，ＬＶＤＴ直接布置在支
杆端部，测量端部的绝对位移，再减去支杆的轴向拉
压变形，即可得到节点位移。１．５加载制度
试验参考饲搿航震试验搠劫见程》（ＪＧＪｌｏｌ—９６）［７１的规定，并结合本试验自身的特征，采用拟静力试验
方案对Ｔ型方管节点在支杆端部施加轴向往复荷载，采用荷载位移双控加载制度。在正式加载前进行预载，预载值为２５％只，各循环两次。正式加载时，采
用分级加载，屈服前，采用荷载控制，分三级加载，
分别为屈服荷载只的２５％、５０％、７５％，且每级循环两次。屈服后采用变形控制，每级变形以屈服位移
的＆倍数控制。试验前采用ＡＮＳＹＳ软件，考虑几何
非线性与材料非线性的影响对节点单向受压荷载位移曲线进行了追踪，确定了民。在变形控制的前三级（即１Ｂｙ、２Ｂ，、３８，），每级循环三次。位移荷载达到４鼠以后，每级循环两次，加载示意如图３所示。对于弦杆端部约束的情况，当承载力降至峰值荷载的８５％，并且节点域支弦杆交汇处至少有两侧断裂后才停止加载。对于弦杆中部约束的情况，直至加到节点完全破
坏才停止加载。表３给出了作用在支杆端部往复轴向
荷载的级数，先施加压力后施加拉力。
６
踟Ｐ／Ｐ；４２
０－２…’ｒｏｏ；＼／Ｖ
人人，、
‘八八／＼
八－－一７＼Ｖ＼／
＼／
＼／
Ｖ
Ｖ
Ｖ
－４ＶＶ—
－６
ｉ１＝而匿ｂ熊Ｌ—』ＩＵ卜ｎ１２
ｄ１３＝ｄＩｊ
力控制
位移控‘翩
一＾Ｉｏ—＾“一
图３加载程序
Ｆｉｇ．３
Ｉｍｄｈｌｇ
ｐｒｏｇｒａｍ
表３千斤顶施加的各级荷载（ｋＮ）
Ｔａｂｌｅ３
Ｊａｃｋｌｏａｄｓａｔｖａｒｉｏｕｓｓｔａｇｅｓ（ｋＮ）
边界支杆有限元屈服荷力控制
位移条件型号
只
载Ｐ’
２５％只５０％Ｐ，７５％Ｐ，
控制
弦杆４０ｘ２
１５．５５１０．９０２．７
５．４
８．２…
端部
６０ｘ２
２５．２１１７．９９
４．５９．０
１３．５
：’约束８０ｘ３６０．３０
５０．６０
１２．６
２５．２
３７．７僖
弦杆４０ｘ３１５．９３
１０．７９２．７５．４８．２
数中部
６０ｘ２
２５．９２
１８．０１４．５９．０
１３．５瑁约束８０ｘ３５５．５９
３９．９４
１０．０
２０．０
３０．０
…
２主要试验结果２．１试验现象及破坏模式
钢管制作过程中角部产生应力硬化，塑性较差，并且焊缝设计承载力较高，所有试件都是在支杆角部焊缝边缘处首先产生裂纹，裂纹首先在靠近弦杆侧壁的支弦杆交接处发展，并且在此处首先断裂。对Ｂ＝ｏ．４的试件，受拉时在焊缝边缘弦杆表面裂纹处断裂；受压时节点域弦杆上表面塑性变形明显，弦杆侧壁变形不大，图４（ａ）、（ｂ）给出了试件Ｔ４０一Ｚ２、Ｔ４０一Ｄ２的开裂破坏模式。对口＝Ｏ．６的
试件，受拉时，除试件Ｔ６０－Ｚ２在支杆焊缝边缘断裂
以外，其他３个试件一侧在弦杆焊缝边缘处断裂，另一侧在支杆焊缝边缘处断裂，图４（ｃ）、（ｄ）给出了试件Ｔ６０一Ｚ１、Ｔ６０一Ｄ２的破坏模式；受压时，节点域弦杆上表面塑性变形明显，弦杆侧壁也有较明显的变形。对Ｂ＝ｏ．８的试件，受拉时，都在支杆焊缝边缘处断裂；受较大压力时，弦杆侧壁发生局部屈曲，见图４（ｅ）、（ｆ）。
第４１卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
回曲线），以受压为正，图上给出了裂纹产生和节点域发生断裂时对应的荷载与相对位移。从图上明显
可知：①同—级位移荷载进行循环加载时，后继循环与首次循环荷载值一般比较接近，强度退化不明显。②支
弦杆交汇面处两侧断裂时，节点受拉承载力迅速下降，刚度退化也很迅速，而受压承载力下降的比较缓慢。此后，节点的承载力虽然在下降，但下降的速度比较缓慢，滞回环的面积仍然在增加。尤其是弦杆中
部约束的试件，滞回环的面积不断增大，说明两侧断裂后，节点还有很大的耗能能力。③节点主要靠弦杆
壁面的塑性变形耗能。④归较小时（０．４、０．６），两种约束对节点的滞回曲线影响不大；口较大时（０．８），由于节点承载力高，弦杆弯曲对节点的滞回曲线影响很大。（妄冶较大时（０．８），节点受压承载力低于受拉承载力，故滞回曲线表现出非常明显的不对称。２．３骨架曲线及承载力
图６给出了两种约束条件下试件的骨架曲线。
（。）Ｔ８０－ＺＩ
（ｆ）１＂８０－１３２
。可以看出，口越大，受拉和受压峰值点的承载力越大，对应的位移反而越小。端部约束试件的延性比
图４节点典型的破坏模式
Ｆｉｇ．４
Ｔｙｐｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅ
ｍｏｄｅｓｏｆｊｏｉｎｔｓ
中部约束试件的延性要差。节点域断裂时，受拉半
循环承载力迅速下降，刚度也迅速退化，之后随位
２．２滞回曲线
图５给出了各试件的荷载一相对位移曲线（滞
移荷载的增加，承载力变化不大。
么懿荔７
Ｊ
矿
．㈣ｊｌ，月彩ｒ
刃鼬｜．毯‰｜ｊ？÷
麟黝
现！纠裂纹产制
ｄ（ｍｍ）
ａ（ｍｍ）（ａ）Ｔ４０－Ｄ１
△（ｍｍ）
△（衄）
（ｃ）１嘲卜Ｄｌ
（ｂ）Ｔ４０－Ｄ２
（ｄ）’Ｉ目扣Ｄ２
￡
毒
ａ（ｍｍ）（ｅ）Ｔ８０—Ｄ１
４（ｍｍ）（ｆ）Ｔ８０—Ｄ２
Ａ（ｎｕｎ）（ｇ）７Ｉ：４０＿Ｚ１
ａ（ｍｍ）（ｈ）Ｔ４０一一Ｚ２
喜
ｄ（ｍｍ）
４（ｍｍ）（ｊ）Ｔ６０－Ｚ２
△《酬
（ｋ）Ｔ８０－Ｚｌ
ｏｆ
（ｉ）Ｔ６０—Ｚｌ
ａ（ｍｍ）
（１）１＂８０一Ｚ２
图５节点试件滞回曲线
Ｆｉｇ．５
Ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ
ｃｕｒｖｅｓ
ｊｏｉｎｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
・１２・
土木工程学报
２００８年
（ｂ）弦杆中部约束
Ｆｉｇ．６～ｓｋｅｌｅｔｏｎ圈６＾厶骨架曲线
ｃｕｒＹ伪
节点的极限承载力只，取各试件受压半循环峰值荷载，节点的屈服荷载只取荷载一相对位移曲线上
在受压阶段拐点处的荷载。表４给出了各节点的只、
尸ｕ、几（受拉半循环的峰值荷载）、有限元计算…的静力极限承载力只删及我国《钢结构设计规范》
（ＧＢ５００１７—２００３）［８１和ＣＩＤＥＣＴｔ９１公式计算出的极限
承载力％、％。由于节点焊缝承载力较高，焊脚尺
寸大于支杆厚度的２倍，且试件杆件的宽度和高度都比较小，试件都是在焊缝边缘的杆件壁面上开裂，很
少在焊缝中部被拉断，焊缝对节点性能的影响很大，
所以试验结果明显大于理论值。口较小（Ｏ．４、Ｏ．６）
时，由于在受压时节点表面塑性失效，受压与受拉的峰值荷载相差不大；Ｉ｜Ｂ较大时（０．８），在受压时节点域弦杆侧壁局部屈曲，受拉的峰值荷载明显大于受压的峰值荷载；随着ＪＢ的增大，节点受拉和受压的峰值荷载增大，承载能力大幅提高。２．４延性比
一般用结构的极限位移△。与屈服位移△，的比值
来衡量结构延性的好坏，延性比肛厶似，，屈服位移
厶，和极限位移△ｕ分别是只、Ｒ对应的位移。表５给
出了试件的屈服位移、极限位移及延性系数。从表中对比可以发现，所有试件的延性系数都很高，支弦杆宽度比口越小，节点的屈服位移就越大，极限位移越大，抗震性能越好。
表４节点承载力分析
Ｔａｂｌｅ４
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｌｏａｄ－ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔ
表５试件的屈服位移与极限位移及延性系数
Ｔａｂｌｅ５
Ｙｉｅｌｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ．ｕｌｔｉｍａｔｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ
ａｎｄ
ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
２．５能量耗散能力
结构的耗能能力也是一个评价结构抗震性能的一
个重要指标，本文根据《建筑抗震试验方法规程》（ＪＧＪ１０ｌ—９６）【，］给出的公式计算的能量耗散系数Ｅ随相对位移变化的曲线如图７所示。在相同位移下，支
弦杆宽度比越大，其耗能系数越大。对于弦杆中部约
束的试件，在节点域出现断裂以后，节点的承载力变化不大，位移在不断增加，使得试件至少一侧断裂后曲线出现近似一条水平段，随位移增加而耗能系数变
化不大。３结
论
本文对两种约束条件下Ｔ型方管节点滞回性能进
行了试验研究，基于试验结果及理论分析得出了以下
第４ｌ卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
较大，应给予考虑。
（６）随卢增大节点承载能力的提高，受弯矩影响
端部约束试件性能与中部约束试件性能差异增大。
参考文献
［１］陈鹏．Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究［Ｄ］．哈尔滨：哈
尔滨工业大学，２００７（Ｃｈｅｎ
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Ｐｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ
ＳＨＳ
ｏｎ
ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅｊｏｉｎｔｓ［Ｄ】．Ｈａｒｂｉｎ：
ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））
大康．译．上海：同济大学出版社。２００２：１－１０１（Ｗａｒｄｅｎｉｅｒ
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Ｗ
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［３］Ｓｏｈ
Ｃ
ｋ
Ｑｉｎ
ＦＦ，Ｇｈｏ
Ｍ．Ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ
ｏｆ
ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ
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，，
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Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，１２７（２）：１２２—１２８［４］Ｈａｌｌ
Ｓ。Ｏｗｅｎ
图７能量耗散系数一位移关系曲线
Ｆｉｇ，７
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄ
Ｊ．Ｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｏｌｌｏｗｓｅｃｔｉｏｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏ聃
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ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｓａ－ｏｃｔｕ髓ＪＥｎｇｉｎｅｅｒ．２００４。８２（４）：
ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
结论：
（１）受拉时在节点域焊缝边缘开裂；受压时，／３－－ｏ．４、０．６时弦杆上表面塑性失效，ｆ；－－－ｏ．８时弦杆侧
（２）卢越小，节点的屈服位移越大，极限位移越大，开裂时的位移也越大；对于３种宽度比的试件，
［５］陈以一，沈祖炎，翟红，等．圆钢管相贯节点滞回特性的实
验研究［Ｊ］．建筑结构学报，２００３，２４（６）：５７－６２（Ｃｈｅｎ
ＳｈｅｎＺｕｙａｎ，ＺｈａｉＨｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｏｆｕｎｓｔｉｆｆｅｎｅｄ
ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｙｉｙｉ，ｔｈｅ
ｏｎ
壁发生局部屈曲。ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ
，，啪ｍｅｓｅ川
ｓｐａｃｅｔｕｂｕｌａｒｊｏｉｎｔｓ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００３，２４（６）：５７－６２（ｉｎ
ｔ砸ｕｂ∞ｕｌａｄｒ＝苎登璧都篓墅≥抗霉性壁些璧孥！。套羔妻挚靠近弦杆№３＝＝ｉｃＣｈｂｅｎ础Ｙ唱ｉｙｉ。ⅢＨｙ冀：：ｈ缸ａｖｉｃｏｕ。ｒｎ栅ｏｆ侧壁的两侧断裂以后，还有很大的耗能潜力。
Ｒｅ。ｅ眦ｉ，２００ｒ７。６３（。０丈ｉ３８２１３９５
Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｔｅｓｒｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄｓ
（３）卢越小，承载力越小，受拉与受压的峰值荷载基本相等；卢较大时，受拉的峰值荷载明显大于受压的峰值荷载。
（４）口越小，在同一位移下的耗能系数越小，耗能面积越小，节点在支弦杆交汇面出现断裂以后，耗
［７］ＪＧＪｌｏｌ—９６建筑抗震试验方法规程Ｉｓ］（ｊｃｊｌｏｌ—９６
ｆｏｒ
ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ
ｒｅｓｉｓｒａｎｔ
ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｓ］（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））
［８］ＧＢ５００１７－－２００３钢结构设计规范［ｓ］（ＧＢ５００１７－－２００３
Ｃｏｄｅ
ｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｓ］（ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ））
能面积仍然在增加，能量耗散系数一位移曲线接近水
平线。
（５）焊缝尺寸对壁厚较小的杆件组成的节点影响
［９］ＰａｃｋｅｒＪＡ，ＷａｒｄｅｎｉｅｒＪ，Ｋｕｍｂａｎｅ
ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｓｔａｆｆｃ
Ｙ，ｅｔａｌ・Ｄｅｓｉｇｎｇｕｉｄｅｆｏｒ
ｕｎｄｅｒｐｒｅｄ。ｍｉｎａｎｔｌｙ
ｂｏＨｏｗ．ｓｅｃｔｉ。ｎ（ＲＨｓ）ｊｏｉｎｔｓ
１。ａｄｍｇ［Ｍ］・Ｋ６１ｎ：Ｖｅｄａｇ１１ＪＶＲｈｅ‘ｎｌａｎｄ，１９９２
武振宇（１９６８一），男，博士，教授。主要从事钢结构教学与研究工作。
陈鹏（１９８３一），男，硕士，助理工程师。主要从事建筑结构设计与研究工作。
王渊阳（１９８３－），男，硕士，助理工程师。主要从事建筑结构设计与研究工作。
第４ｌ卷第１２期
２００
土木工程学报
ＣＨＩＮＡＣＩＶＩＬ
Ｖ０１．４ｌＤｅｃ．
Ｎｏ．１２２００８
８年１２月
ＥＮＧ玎哐ＥＲ矾ＣＪＯＵＲＮＡＬ
Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
武振宇
陈鹏王渊阳
（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５００９０）
摘要：为了得到Ｔ型方管节点的滞回性能，为进一步研究方管结构的抗震性能打下基础。对轴向往复荷载作用下的１２个Ｔ型方管节点进行试验研究。试验中６个节点采用弦杆两端约束的边界条件，其余６个节点采用弦杆中部约束的边界条件。得到节点试件的破坏模式和滞回曲线，以及用以评价节点抗震性能的主要参数（承载力、延性和能量耗散系数）。研究不同约束条件和几何参数对节点滞回性能的影响。将节点的极限承载力与单向荷载作
用下我国规范公式（ＧＢ５００１７－－２００３）计算结果、ＣＩＤＥＣＴ公式计算结果和有限元分析结果进行比较。结果表明：
节点的破坏模式主要是受压时弦杆表面塑性变形和受拉时焊缝边缘开裂，导致在支弦杆交汇处被拉断；节点滞回曲线饱满，从节点域靠近弦杆侧壁的两侧开裂到节点完全破坏还有很大的耗能能力；焊缝尺寸对节点的滞回性能影响较大。
关键词：Ｔ型方管节点；滞回曲线；破坏模式；往复荷载中图分类号：ＴＵ３９２．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００８）１２－０００８－０６
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅＳＨＳｊｏｉｎｔｓ
ＷｕＺｈｅｎｙｕＣｈｅｎＰｅｎｇ
ＷａｎｇＹｕａｎｙａｎｇ
（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）
ｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅＳＨＳ－ｊｏｉｎｔｓａｎｄｌａｙｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅａｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＳＨＳｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｗｅｌｖｅＴ・ｔｙｐｅＳＨＳｔｈｒｏｕｇｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｔｅｓｔｓ．Ｓｉｘｏｆｔｈｅｓｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｌｌｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｏｆｔｈｅ
ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎ
ｔｈｅ
ｊｏｉｎｔｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｔｔｗｏｅｎｄｓｏｆｔｈｅａｄｏｐｔｅｄ
ａｘｉａｌｌｙｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｃｈｏｒｄ，ａｎｄ
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ｍｉｄｄｌｅｏｆｔｈｅｃｈｏｒｄ
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ｉｏｉｎｔｓ．Ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄ
ｃｕｒｖｅｓ
ｏｆｔｌｌｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔａｎｔａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ，ｓｕｃｈ
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ｗｅｒｅ
ｌｏａｄ・ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｒａｔｉｏａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅ
ｊｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ
ｗａｆｔ
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ｏｎ
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ｃｏｕｎｔｒｙ
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ＣＩＤＥＣＴｆｏｒｍｕｌａａｎｄ
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（ＧＢ５００１７—２００３），ｔｈｅ
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．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔ－ｔｙｐｅＳＨＳｊｏｉｎｔ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅ；ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅ；ｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇＥ－ｍａｉｌ：ｗｕｚｈｅｎｙｕ＠ｈｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金（５０５７８０５５）
作者简介：武振字。博士，教授收稿日期：２００７－０９—２７
第４１卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
・９・
面中部焊有一块板，通过螺栓与加载装置固定连接。
引言
钢管结构由于其优美的建筑效果、自重轻、加工
所有试件都在支杆端部施加往复轴向荷载。１．２试件
图２给出了两种约束条件下的节点试件详图，表１给出了节点有关的几何参数及试件编号。试件编号中字母Ｄ表示弦杆端部约束的试件，Ｚ表示弦杆中部约束的试件。弦杆截面均为１００ｍｍ×３（２．７３）ｒａｉｎ，
长度为７００ｍｍ，括号里面的数值是杆件厚度的实际尺寸。ｐ为支弦杆宽度比（本文采用３种ｐ，即０４、Ｑ６、０劝，下为支弦杆厚度比（本文取０．６３７，０．６８９，０．９４２）。支弦杆采用角焊缝相连，＾ｆ为支弦杆交汇处焊脚尺寸
简单、安装快捷、合理的结构形式和良好的经济性
能，在世界各国得到广泛的应用。对钢管节点的静力
性能、高周疲劳性能已经开展了大量的研究工作，研
究成果比较成熟…。对抗火、防腐以及风荷载作用下
的性能及设计方法的探讨也在不断深入【２】。节点是钢
管结构的关键部位和罕遇地震下产生能量耗散的部位，只有了解其在低周往复荷载作用下的滞回性能才能正确评价管结构抗震能力，因而近年来得到国内外学者的关注，并对圆管节点滞回性能开展了一系列的研究工作１２－６］。对方管节点这方面的研究显得稍有落后，目前在国内尚未查阅到方管节点在往复荷载作用
的平均值。
下的滞回性能的研究报道。只有了解方管结构抗震性
能才能设计出适用于地震区的、经济合理的结构，随着方管结构的广泛应用，这方面的研究显得越发迫切。因此本文对两种约束条件下的１２个Ｔ型方管节点进行了轴向往复荷载作用下的试验研究，以作为进一步研究方管桁架抗震性能的基础。
（ａ）弦杆端部约束
１试验设计
２施加往复荷载
１．１加载装置
本文进行两种约束条件下Ｔ型方管节点的滞回性能试验，加载方式如图ｌ所示。拉压千斤顶倒立放置，上端通过螺栓与刚架横梁固定连接，保证加载过程中荷载始终保持在竖直方向。下端通过连接件连接传感器，传感器再通过一个连接件与试件支杆端板用螺栓连接。对于弦杆端部约束的情况，弦杆两端焊有端板，通过４个高强螺栓把端板与加载装置相连；对于弦杆中部约束的情况，弦杆两端自由，在弦杆下表
Ｅ扫
２磁性表座布置位置
！＝！
（ｂ）弦杆中部约束图２位移传感器布置
拉压
千
Ｆｉｇ２ＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｏｆＬＶＤＴ
１．３材性试验
门式刚架
门式刚架
斤
’传感
分别在钢管壁面的中部截取板形标准拉伸试件和在圆角过渡处截取角形标准拉伸试件进行材性试
验…。全截面的材料性能取为角形试样对应的材料性能乘以所占截面总面积的百分比和板形试样对应的材料性能乘以所占截面总面积的百分比之和，试验结果列于表２。
１．４仪表布置与测量方案
严
连接
器ｌ
ｒ件
试件
膳攀
（ａ）弦杆端部约束装置（ｂ）弦杆中部约束装置
图１加载装置简图
Ｆｉｇ１
对弦杆端部约束的试件，在荷载作用下弦杆必然会产生弯曲变形，同时试件和试验装置是通过螺栓连
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｅｓｔｓｅｔｕｐ
・１０・
土木工程学报
２００８薤
表１试件参数
Ｔａｂｌｅ１
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
表２方管钢材力学性能Ｔａｂｌｅ
２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＳＨＳ
接的，会产生滑移变形，故确定节点相对位移时必须考虑这些影响。ＬＶＤＴ（位移传感器）的布置见图２（ａ），８１。８６布置在弦杆上，８１和８６布置在弦杆端部，测量节点由支座滑移引起的整体位移。８２—８５测量值即包括此位置的整体滑移又包括纯弯曲变形，
扣除整体滑移以后就可得到弯曲变形，把这４个弯曲
变形在每一个荷载点拟合一个３次曲线，从而得到支弦杆交汇面处弦杆弯曲引起的变形。８７、８８布置在支杆的端板上，测量端板的整体竖向移动。节点位移为支杆端部位移减去由支座滑移引起的节点整体位移、弦杆弯曲变形和支杆的轴向拉压变形。
对于弦杆中部约束的情况，ＬＶＤＴ直接布置在支
杆端部，测量端部的绝对位移，再减去支杆的轴向拉
压变形，即可得到节点位移。１．５加载制度
试验参考饲搿航震试验搠劫见程》（ＪＧＪｌｏｌ—９６）［７１的规定，并结合本试验自身的特征，采用拟静力试验
方案对Ｔ型方管节点在支杆端部施加轴向往复荷载，采用荷载位移双控加载制度。在正式加载前进行预载，预载值为２５％只，各循环两次。正式加载时，采
用分级加载，屈服前，采用荷载控制，分三级加载，
分别为屈服荷载只的２５％、５０％、７５％，且每级循环两次。屈服后采用变形控制，每级变形以屈服位移
的＆倍数控制。试验前采用ＡＮＳＹＳ软件，考虑几何
非线性与材料非线性的影响对节点单向受压荷载位移曲线进行了追踪，确定了民。在变形控制的前三级（即１Ｂｙ、２Ｂ，、３８，），每级循环三次。位移荷载达到４鼠以后，每级循环两次，加载示意如图３所示。对于弦杆端部约束的情况，当承载力降至峰值荷载的８５％，并且节点域支弦杆交汇处至少有两侧断裂后才停止加载。对于弦杆中部约束的情况，直至加到节点完全破
坏才停止加载。表３给出了作用在支杆端部往复轴向
荷载的级数，先施加压力后施加拉力。
６
踟Ｐ／Ｐ；４２
０－２…’ｒｏｏ；＼／Ｖ
人人，、
‘八八／＼
八－－一７＼Ｖ＼／
＼／
＼／
Ｖ
Ｖ
Ｖ
－４ＶＶ—
－６
ｉ１＝而匿ｂ熊Ｌ—』ＩＵ卜ｎ１２
ｄ１３＝ｄＩｊ
力控制
位移控‘翩
一＾Ｉｏ—＾“一
图３加载程序
Ｆｉｇ．３
Ｉｍｄｈｌｇ
ｐｒｏｇｒａｍ
表３千斤顶施加的各级荷载（ｋＮ）
Ｔａｂｌｅ３
Ｊａｃｋｌｏａｄｓａｔｖａｒｉｏｕｓｓｔａｇｅｓ（ｋＮ）
边界支杆有限元屈服荷力控制
位移条件型号
只
载Ｐ’
２５％只５０％Ｐ，７５％Ｐ，
控制
弦杆４０ｘ２
１５．５５１０．９０２．７
５．４
８．２…
端部
６０ｘ２
２５．２１１７．９９
４．５９．０
１３．５
：’约束８０ｘ３６０．３０
５０．６０
１２．６
２５．２
３７．７僖
弦杆４０ｘ３１５．９３
１０．７９２．７５．４８．２
数中部
６０ｘ２
２５．９２
１８．０１４．５９．０
１３．５瑁约束８０ｘ３５５．５９
３９．９４
１０．０
２０．０
３０．０
…
２主要试验结果２．１试验现象及破坏模式
钢管制作过程中角部产生应力硬化，塑性较差，并且焊缝设计承载力较高，所有试件都是在支杆角部焊缝边缘处首先产生裂纹，裂纹首先在靠近弦杆侧壁的支弦杆交接处发展，并且在此处首先断裂。对Ｂ＝ｏ．４的试件，受拉时在焊缝边缘弦杆表面裂纹处断裂；受压时节点域弦杆上表面塑性变形明显，弦杆侧壁变形不大，图４（ａ）、（ｂ）给出了试件Ｔ４０一Ｚ２、Ｔ４０一Ｄ２的开裂破坏模式。对口＝Ｏ．６的
试件，受拉时，除试件Ｔ６０－Ｚ２在支杆焊缝边缘断裂
以外，其他３个试件一侧在弦杆焊缝边缘处断裂，另一侧在支杆焊缝边缘处断裂，图４（ｃ）、（ｄ）给出了试件Ｔ６０一Ｚ１、Ｔ６０一Ｄ２的破坏模式；受压时，节点域弦杆上表面塑性变形明显，弦杆侧壁也有较明显的变形。对Ｂ＝ｏ．８的试件，受拉时，都在支杆焊缝边缘处断裂；受较大压力时，弦杆侧壁发生局部屈曲，见图４（ｅ）、（ｆ）。
第４１卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
回曲线），以受压为正，图上给出了裂纹产生和节点域发生断裂时对应的荷载与相对位移。从图上明显
可知：①同—级位移荷载进行循环加载时，后继循环与首次循环荷载值一般比较接近，强度退化不明显。②支
弦杆交汇面处两侧断裂时，节点受拉承载力迅速下降，刚度退化也很迅速，而受压承载力下降的比较缓慢。此后，节点的承载力虽然在下降，但下降的速度比较缓慢，滞回环的面积仍然在增加。尤其是弦杆中
部约束的试件，滞回环的面积不断增大，说明两侧断裂后，节点还有很大的耗能能力。③节点主要靠弦杆
壁面的塑性变形耗能。④归较小时（０．４、０．６），两种约束对节点的滞回曲线影响不大；口较大时（０．８），由于节点承载力高，弦杆弯曲对节点的滞回曲线影响很大。（妄冶较大时（０．８），节点受压承载力低于受拉承载力，故滞回曲线表现出非常明显的不对称。２．３骨架曲线及承载力
图６给出了两种约束条件下试件的骨架曲线。
（。）Ｔ８０－ＺＩ
（ｆ）１＂８０－１３２
。可以看出，口越大，受拉和受压峰值点的承载力越大，对应的位移反而越小。端部约束试件的延性比
图４节点典型的破坏模式
Ｆｉｇ．４
Ｔｙｐｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅ
ｍｏｄｅｓｏｆｊｏｉｎｔｓ
中部约束试件的延性要差。节点域断裂时，受拉半
循环承载力迅速下降，刚度也迅速退化，之后随位
２．２滞回曲线
图５给出了各试件的荷载一相对位移曲线（滞
移荷载的增加，承载力变化不大。
么懿荔７
Ｊ
矿
．㈣ｊｌ，月彩ｒ
刃鼬｜．毯‰｜ｊ？÷
麟黝
现！纠裂纹产制
ｄ（ｍｍ）
ａ（ｍｍ）（ａ）Ｔ４０－Ｄ１
△（ｍｍ）
△（衄）
（ｃ）１嘲卜Ｄｌ
（ｂ）Ｔ４０－Ｄ２
（ｄ）’Ｉ目扣Ｄ２
￡
毒
ａ（ｍｍ）（ｅ）Ｔ８０—Ｄ１
４（ｍｍ）（ｆ）Ｔ８０—Ｄ２
Ａ（ｎｕｎ）（ｇ）７Ｉ：４０＿Ｚ１
ａ（ｍｍ）（ｈ）Ｔ４０一一Ｚ２
喜
ｄ（ｍｍ）
４（ｍｍ）（ｊ）Ｔ６０－Ｚ２
△《酬
（ｋ）Ｔ８０－Ｚｌ
ｏｆ
（ｉ）Ｔ６０—Ｚｌ
ａ（ｍｍ）
（１）１＂８０一Ｚ２
图５节点试件滞回曲线
Ｆｉｇ．５
Ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ
ｃｕｒｖｅｓ
ｊｏｉｎｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
・１２・
土木工程学报
２００８年
（ｂ）弦杆中部约束
Ｆｉｇ．６～ｓｋｅｌｅｔｏｎ圈６＾厶骨架曲线
ｃｕｒＹ伪
节点的极限承载力只，取各试件受压半循环峰值荷载，节点的屈服荷载只取荷载一相对位移曲线上
在受压阶段拐点处的荷载。表４给出了各节点的只、
尸ｕ、几（受拉半循环的峰值荷载）、有限元计算…的静力极限承载力只删及我国《钢结构设计规范》
（ＧＢ５００１７—２００３）［８１和ＣＩＤＥＣＴｔ９１公式计算出的极限
承载力％、％。由于节点焊缝承载力较高，焊脚尺
寸大于支杆厚度的２倍，且试件杆件的宽度和高度都比较小，试件都是在焊缝边缘的杆件壁面上开裂，很
少在焊缝中部被拉断，焊缝对节点性能的影响很大，
所以试验结果明显大于理论值。口较小（Ｏ．４、Ｏ．６）
时，由于在受压时节点表面塑性失效，受压与受拉的峰值荷载相差不大；Ｉ｜Ｂ较大时（０．８），在受压时节点域弦杆侧壁局部屈曲，受拉的峰值荷载明显大于受压的峰值荷载；随着ＪＢ的增大，节点受拉和受压的峰值荷载增大，承载能力大幅提高。２．４延性比
一般用结构的极限位移△。与屈服位移△，的比值
来衡量结构延性的好坏，延性比肛厶似，，屈服位移
厶，和极限位移△ｕ分别是只、Ｒ对应的位移。表５给
出了试件的屈服位移、极限位移及延性系数。从表中对比可以发现，所有试件的延性系数都很高，支弦杆宽度比口越小，节点的屈服位移就越大，极限位移越大，抗震性能越好。
表４节点承载力分析
Ｔａｂｌｅ４
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｌｏａｄ－ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔ
表５试件的屈服位移与极限位移及延性系数
Ｔａｂｌｅ５
Ｙｉｅｌｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ．ｕｌｔｉｍａｔｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ
ａｎｄ
ｄｕｃｔｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
２．５能量耗散能力
结构的耗能能力也是一个评价结构抗震性能的一
个重要指标，本文根据《建筑抗震试验方法规程》（ＪＧＪ１０ｌ—９６）【，］给出的公式计算的能量耗散系数Ｅ随相对位移变化的曲线如图７所示。在相同位移下，支
弦杆宽度比越大，其耗能系数越大。对于弦杆中部约
束的试件，在节点域出现断裂以后，节点的承载力变化不大，位移在不断增加，使得试件至少一侧断裂后曲线出现近似一条水平段，随位移增加而耗能系数变
化不大。３结
论
本文对两种约束条件下Ｔ型方管节点滞回性能进
行了试验研究，基于试验结果及理论分析得出了以下
第４ｌ卷第１２期武振宇等・Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究
较大，应给予考虑。
（６）随卢增大节点承载能力的提高，受弯矩影响
端部约束试件性能与中部约束试件性能差异增大。
参考文献
［１］陈鹏．Ｔ型方管节点滞回性能的试验研究［Ｄ］．哈尔滨：哈
尔滨工业大学，２００７（Ｃｈｅｎ
ｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ
Ｐｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ
ＳＨＳ
ｏｎ
ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴ－ｔｙｐｅｊｏｉｎｔｓ［Ｄ】．Ｈａｒｂｉｎ：
ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））
大康．译．上海：同济大学出版社。２００２：１－１０１（Ｗａｒｄｅｎｉｅｒ
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Ｊ。ｂｙ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｍ］．Ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ
Ｑｉｌ血，ＬｉｕＤａｋａｎｇ．Ｓｈａｎｇｈａｉ：Ｔｏｎｇｊｉ
Ｗ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，
［３］Ｓｏｈ
Ｃ
ｋ
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ＦＦ，Ｇｈｏ
Ｍ．Ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ
ｏｆ
ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ
ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ
，，
ｕｎｄｅｒｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，１２７（２）：１２２—１２８［４］Ｈａｌｌ
Ｓ。Ｏｗｅｎ
图７能量耗散系数一位移关系曲线
Ｆｉｇ，７
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄ
Ｊ．Ｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｏｌｌｏｗｓｅｃｔｉｏｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏ聃
ｕｎｄｅｒｓｅｉｓｍｉｃ２２—２４
ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｓａ－ｏｃｔｕ髓ＪＥｎｇｉｎｅｅｒ．２００４。８２（４）：
ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
结论：
（１）受拉时在节点域焊缝边缘开裂；受压时，／３－－ｏ．４、０．６时弦杆上表面塑性失效，ｆ；－－－ｏ．８时弦杆侧
（２）卢越小，节点的屈服位移越大，极限位移越大，开裂时的位移也越大；对于３种宽度比的试件，
［５］陈以一，沈祖炎，翟红，等．圆钢管相贯节点滞回特性的实
验研究［Ｊ］．建筑结构学报，２００３，２４（６）：５７－６２（Ｃｈｅｎ
ＳｈｅｎＺｕｙａｎ，ＺｈａｉＨｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｏｆｕｎｓｔｉｆｆｅｎｅｄ
ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｙｉｙｉ，ｔｈｅ
ｏｎ
壁发生局部屈曲。ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ
，，啪ｍｅｓｅ川
ｓｐａｃｅｔｕｂｕｌａｒｊｏｉｎｔｓ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００３，２４（６）：５７－６２（ｉｎ
ｔ砸ｕｂ∞ｕｌａｄｒ＝苎登璧都篓墅≥抗霉性壁些璧孥！。套羔妻挚靠近弦杆№３＝＝ｉｃＣｈｂｅｎ础Ｙ唱ｉｙｉ。ⅢＨｙ冀：：ｈ缸ａｖｉｃｏｕ。ｒｎ栅ｏｆ侧壁的两侧断裂以后，还有很大的耗能潜力。
Ｒｅ。ｅ眦ｉ，２００ｒ７。６３（。０丈ｉ３８２１３９５
Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｔｅｓｒｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄｓ
（３）卢越小，承载力越小，受拉与受压的峰值荷载基本相等；卢较大时，受拉的峰值荷载明显大于受压的峰值荷载。
（４）口越小，在同一位移下的耗能系数越小，耗能面积越小，节点在支弦杆交汇面出现断裂以后，耗
［７］ＪＧＪｌｏｌ—９６建筑抗震试验方法规程Ｉｓ］（ｊｃｊｌｏｌ—９６
ｆｏｒ
ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ
ｒｅｓｉｓｒａｎｔ
ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｓ］（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ））
［８］ＧＢ５００１７－－２００３钢结构设计规范［ｓ］（ＧＢ５００１７－－２００３
Ｃｏｄｅ
ｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｓ］（ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ））
能面积仍然在增加，能量耗散系数一位移曲线接近水
平线。
（５）焊缝尺寸对壁厚较小的杆件组成的节点影响
［９］ＰａｃｋｅｒＪＡ，ＷａｒｄｅｎｉｅｒＪ，Ｋｕｍｂａｎｅ
ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｓｔａｆｆｃ
Ｙ，ｅｔａｌ・Ｄｅｓｉｇｎｇｕｉｄｅｆｏｒ
ｕｎｄｅｒｐｒｅｄ。ｍｉｎａｎｔｌｙ
ｂｏＨｏｗ．ｓｅｃｔｉ。ｎ（ＲＨｓ）ｊｏｉｎｔｓ
１。ａｄｍｇ［Ｍ］・Ｋ６１ｎ：Ｖｅｄａｇ１１ＪＶＲｈｅ‘ｎｌａｎｄ，１９９２
武振宇（１９６８一），男，博士，教授。主要从事钢结构教学与研究工作。
陈鹏（１９８３一），男，硕士，助理工程师。主要从事建筑结构设计与研究工作。
王渊阳（１９８３－），男，硕士，助理工程师。主要从事建筑结构设计与研究工作。