大跨度钢结构梁柱节点试验方法技术

本发明专利技术公开了一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，包括以下步骤：组装多销轴节点试验组件，杆件一和杆件三并列设置，杆件二、杆件三和杆件四呈三角形，杆件二和杆件四的交叉点与杆件一上端固连，杆件一、杆件二和杆件三的下端均通过销轴及向心关节轴承与单耳板铰接，加载部件一对杆件一或杆件三上端侧面进行加载；组装单销轴节点试验组件，杆件五通过销轴及向心关节轴承与单耳板铰接；通过多销轴节点试验组件来模拟桁架端部节点子结构的受力情况、单销轴节点试验组件来模拟大跨度钢结构的桁架端部节点受力情况。借助向心关节轴承节点载荷能力大，抗冲击，耐腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好的优点，能够满足绕多个方向转动和受力的要求。

【技术实现步骤摘要】
大跨度钢结构梁柱节点试验方法
本专利技术属于钢结构施工
，尤其涉及一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法。
技术介绍
随着各种新型结构体系的不断涌现，结构的连接形式日益多样化。其中，大跨度钢结构多采用双向桁架空间受力体系（如图10所示），多榀桁架纵横交叉布置，在梁柱节点的支座位置需要释放两个方向（桁架平面内和平面外）的转动。由于常规的大跨度钢桁架与钢柱连接多采用销轴节点。但是，由于销轴式铰接点是在一个方向上可以随意转动而在其他方向上无法转动的角度形式。考虑到大跨度工程项目的重要性及安全性，需要通过模拟梁柱节点的试件来满足梁柱间的受力和转动要求，借助试验方法来验证该关节节点的承载力，以对其承载力、节点变形、破坏模式进行深入了解。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，能够模拟大跨度双向桁架空间受力体系的梁柱节点绕多个方向转动和受力，方便了解节点承载力、节点变形及破坏模式，进而保证梁柱节点的安全性。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，包括以下步骤：一、组装多销轴节点试验组件：将支撑座一通过螺栓固定于反力架上将，预先焊接固定在支撑座一上的两个单耳板分别通过销轴及向心关节轴承与杆件一的下端、杆件二和杆件三的下端铰接，所述杆件一和杆件三垂直并列设置，所述杆件二、杆件三和杆件四呈三角形布置，所述杆件二和杆件四的交叉点与杆件一的上端固定相连，通过杆件一、杆件二、杆件三、杆件四及支撑座一上的单耳板组装成多销轴节点试件，用来模拟桁架端部节点子结构；在反力架的侧面设置反力固定物，用来安装加载部件一；二、多销轴节点试验组件模拟加载：通过加载部件一对杆件一及杆件三的上端进行加载，用来模拟桁架端部节点子结构的受力情况，并进行数值模拟分析；三、组装单销轴节点试验组件：将单耳板设置于支撑座二上，将单耳板通过销轴及向心关节轴承与杆件五的下端铰接，组装成单销轴试件来模拟上弦桁架端部节点；将单耳板和杆件五保持直立，并在其顶部设置加载部件二；四、单销轴节点试验组件模拟加载：对杆件五的顶部进行单调加载，用来模拟上弦桁架端部节点的受拉或受压的受力情况，并进行数值模拟分析。优选的，所述单耳板的上部设有用于安装向心关节轴承的通孔，所述杆件一、杆件二、杆件三和杆件五的端部均设有与销轴配合的过孔。优选的，所述支撑座二通过连接结构与单耳板的下部相连，所述连接结构包括矩形套筒和两个支撑板，两个支撑板对称设置于单耳板的两侧，所述矩形套筒套装于支撑板及单耳板的外侧，所述矩形套筒的两端开口朝向两侧支撑板的两侧，所述支撑板上下贯穿矩形套筒的上下侧壁。优选的，所述矩形套筒的内部设有水平肋板，所述支撑板及单耳板垂直贯穿肋板，所述单耳板与矩形套筒及肋板焊接固定。优选的，所述杆件一、杆件二、杆件三和杆件五的端部均设有双耳板，所述双耳板与单耳板通过销轴及向心关节轴承相连，所述双耳板的两个耳板对称设置于单耳板的两侧，所述耳板设有与销轴配合的过孔。优选的，所述耳板的过孔内设有定位环，所述销轴的中部与向心关节轴承配合、两端与定位环配合，所述双耳板的耳板外侧设有盖板。优选的，所述反力架为框架式结构，包括底板、顶板和两个侧框架，所述支撑座一固定于底板上，所述反力固定物及加载部件一设置于侧框架的侧面。优选的，所述加载部件一为加载作动器，所述加载作动器的缸体固定于反力固定物上，所述加载作动器的活塞杆水平设置、且其末端与杆件四的上端侧面相连。优选的，所述加载部件二为拉伸试验机，所述杆件五的上端通过连接板与拉伸试验机的连接端相连，所述支撑座二与拉伸试验机的另一连接端相连。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术通过杆件一、杆件二、杆件三、杆件四与支撑座一上的单耳板铰接配合来模拟桁架端部节点子结构，加载部件一利用反力固定物来提供反力对杆件一及杆件三的顶部加载，来模拟大跨度钢结构的桁架端部节点受力情况；同时向心关节轴承节点具有载荷能力大，抗冲击，耐腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好的优点，能够满足绕多个方向转动和受力的要求。利用本专利技术能够分析大跨度钢结构的梁柱节点处受力相对最为不利的角度承载能力、变形性能及破坏模式，以期验证该项目中重载的销轴节点的承载性能和设计合理性及桁架的承载性能，并为该项目中所有桁架节点的设计和优化提供基础资料。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例中多销轴节点试验组件的结构示意图；图2是本专利技术实施例中单销轴节点试验组件的结构示意图；图3是图2中单销轴试件的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是图3中的A-A断面图；图6是图4中的B-B断面图；图7是图4中的C-C断面图；图8是图4中的D-D断面图；图9是本专利技术中双耳板与单耳板组成的节点模型示意图；图10是大跨度钢结构所用的双向桁架结构示意图；图中：00-桁架端部节点子结构；01-销轴；1-支撑座一；2-反力架；3-加载部件一；4-杆件一；5-杆件二；6-杆件三；7-杆件四；8-单耳板；9-向心关节轴承；10-反力固定物；11-支撑座二；12-加载部件二；13-杆件五；14-矩形套筒；15-支撑板；16-肋板；17-双耳板，170-耳板；18-定位环；19-盖板；20-连接板；21-底板，22-顶板，23-侧框架。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，包括以下步骤：一、组装多销轴节点试验组件，如图1所示：将支撑座一1通过螺栓固定于反力架2上将，预先焊接固定在支撑座一1上的两个单耳板8分别通过销轴01及向心关节轴承9与杆件一4的下端、杆件二5和杆件三6的下端铰接，所述杆件一4和杆件三6垂直并列设置，所述杆件二5、杆件三6和杆件四7呈三角形布置，所述杆件二5和杆件四7的交叉点与杆件一4的上端固定相连，通过杆件一4、杆件二5、杆件三6、杆件四7及支撑座一1上的单耳板8组装成多销轴节点试件，用来模拟桁架端部节点子结构00；在反力架2的侧面设置反力固定物10，用来安装加载部件一3；二、多销轴节点试验组件模拟加载：通过加载部件一3对杆件一4及杆件三6的上端进行加载，用来模拟桁架端部节点子结构00的受力情况，并进行数值模拟分析；利用加载部件一3对桁架端部节点子结构模拟加载，通过往复荷载下的加载来对受力较大的桁架端部节点子结构的承载力进行试验验证。三、组装单销轴节点试验组件，如图2所示：将单耳板8设置于支撑座二11上，将单耳板8通过销轴01及向心关节轴承9与杆件五13的下端铰接，组装成单销轴试件来模拟上弦桁架端部节点；将单耳板8和杆件五9保持直立，并在其顶部设置加载部件二12；四、单销轴节点试验组件模拟加载：对杆件五13的顶部进行单调加载，用来模拟上弦桁架端部节点的受拉或受压的受力情况，并进行数值模拟分析。鉴于大跨度钢结构所用的双向桁架结构的上弦桁架端部节点处受力较大，通过单销轴节点试验组件对上弦桁架端部节点的承载力进行试验验证。如图2所示，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，其特征在于，包括以下步骤：一、组装多销轴节点试验组件：将支撑座一通过螺栓固定于反力架上将，预先焊接固定在支撑座一上的两个单耳板分别通过销轴及向心关节轴承与杆件一的下端、杆件二和杆件三的下端铰接，所述杆件一和杆件三垂直并列设置，所述杆件二、杆件三和杆件四呈三角形布置，所述杆件二和杆件四的交叉点与杆件一的上端固定相连，通过杆件一、杆件二、杆件三、杆件四及支撑座一上的单耳板组装成多销轴节点试件，用来模拟桁架端部节点子结构；在反力架的侧面设置反力固定物，用来安装加载部件一；二、多销轴节点试验组件模拟加载：通过加载部件一对杆件一及杆件三的上端进行加载，用来模拟桁架端部节点子结构的受力情况，并进行数值模拟分析；三、组装单销轴节点试验组件：将单耳板设置于支撑座二上，将单耳板通过销轴及向心关节轴承与杆件五的下端铰接，组装成单销轴试件来模拟上弦桁架端部节点；将单耳板和杆件五保持直立，并在其顶部设置加载部件二；四、单销轴节点试验组件模拟加载：对杆件五的顶部进行单调加载，用来模拟上弦桁架端部节点的受拉或受压的受力情况，并进行数值模拟分析。

【技术特征摘要】
1.一种大跨度钢结构梁柱节点试验方法，其特征在于，包括以下步骤：一、组装多销轴节点试验组件：将支撑座一通过螺栓固定于反力架上将，预先焊接固定在支撑座一上的两个单耳板分别通过销轴及向心关节轴承与杆件一的下端、杆件二和杆件三的下端铰接，所述杆件一和杆件三垂直并列设置，所述杆件二、杆件三和杆件四呈三角形布置，所述杆件二和杆件四的交叉点与杆件一的上端固定相连，通过杆件一、杆件二、杆件三、杆件四及支撑座一上的单耳板组装成多销轴节点试件，用来模拟桁架端部节点子结构；在反力架的侧面设置反力固定物，用来安装加载部件一；二、多销轴节点试验组件模拟加载：通过加载部件一对杆件一及杆件三的上端进行加载，用来模拟桁架端部节点子结构的受力情况，并进行数值模拟分析；三、组装单销轴节点试验组件：将单耳板设置于支撑座二上，将单耳板通过销轴及向心关节轴承与杆件五的下端铰接，组装成单销轴试件来模拟上弦桁架端部节点；将单耳板和杆件五保持直立，并在其顶部设置加载部件二；四、单销轴节点试验组件模拟加载：对杆件五的顶部进行单调加载，用来模拟上弦桁架端部节点的受拉或受压的受力情况，并进行数值模拟分析。2.根据权利要求1所述的大跨度钢结构梁柱节点试验方法，其特征在于：所述单耳板的上部设有用于安装向心关节轴承的通孔，所述杆件一、杆件二、杆件三和杆件五的端部均设有与销轴配合的过孔。3.根据权利要求2所述的大跨度钢结构梁柱节点试验方法，其特征在于：所述支撑座二通过连接结构与单耳板的下部相连，所述连接结构包括矩形套筒和两个支撑板，两个支撑板对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，何勇，白建军，张琳，王娜君，樊友强，吕亚光，张宜男，
申请(专利权)人：中建一局集团第六建筑有限公司，中国建筑一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13