斜交網(wǎng)格Y型轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)

張舒怡，歐云龍，黃 亮，曹嘉麗

（華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣州 510640）

斜交網(wǎng)格Y型轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)

張舒怡，歐云龍，黃 亮，曹嘉麗

（華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣州 510640）

為了解斜交網(wǎng)格中Y型轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)的受力性能，筆者通過(guò)對(duì)與某實(shí)際工程相似比為1：3的2個(gè)Y型節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載靜力試驗(yàn)，并利用ABAQUS軟件開(kāi)展對(duì)應(yīng)的數(shù)值模擬分析，分析帶內(nèi)隔板方鋼管混凝土柱－鋼梁剛性節(jié)點(diǎn)的受力和變形特征，驗(yàn)證其構(gòu)造的合理性。試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬一致表明：加載過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)變形不顯著，斜柱將先于節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞，節(jié)點(diǎn)區(qū)將能有效傳遞斜柱內(nèi)力，起到良好的聯(lián)結(jié)作用，滿足節(jié)點(diǎn)承載力大于構(gòu)件承載力的強(qiáng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則。

矩形鋼管混凝土；斜交網(wǎng)格；梁柱轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)；ABAQUS有限元分析

在工程實(shí)踐中，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（concrete-filled steel tubular structure，CFST）應(yīng)用越來(lái)越多，它充分發(fā)揮了鋼材和混凝土兩種材料的長(zhǎng)處，具有承載力高，塑性和韌性好，經(jīng)濟(jì)效果顯著和施工方便等優(yōu)點(diǎn)［1］。在斜交網(wǎng)格筒體結(jié)構(gòu)中，由于鋼管相貫節(jié)點(diǎn)部位是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系中受力較為復(fù)雜的關(guān)鍵部位，其設(shè)計(jì)的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全，常需要進(jìn)行加強(qiáng)。帶內(nèi)隔板的矩形鋼管混凝土柱與鋼梁連接的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造已被中國(guó)《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》［2］列為推薦形式。學(xué)者對(duì)鋼管相貫混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和理論分析，并對(duì)多種類型的節(jié)點(diǎn)提出了承載力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式［3－5］。

矩形鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)外形美觀，已得到日益廣泛地應(yīng)用。一些學(xué)者對(duì)支、主管直接焊接的矩形鋼管結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力性能有較多的研究［6－9］。但這些研究主要是針對(duì)垂直正交節(jié)點(diǎn)，對(duì)多向斜交節(jié)點(diǎn)的相關(guān)研究報(bào)道較少。為驗(yàn)證矩形鋼管混凝土斜交網(wǎng)格轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的合理性及是否滿足設(shè)計(jì)承載力要求，促進(jìn)該結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用，本文在矩形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的橫向局部承壓試驗(yàn)研究［10－12］及其他類型的節(jié)點(diǎn)受壓試驗(yàn)研究［13－14］基礎(chǔ)上，進(jìn)行矩形鋼管混凝土Y型節(jié)點(diǎn)的受壓試驗(yàn)研究及內(nèi)部有限元分析，以探討主管內(nèi)填混凝土及橫隔對(duì)矩形鋼管節(jié)點(diǎn)性能的改善，研究矩形鋼管混凝土Y型節(jié)點(diǎn)的受壓性能。

筆者以深圳某超高層建筑（圖1）交叉網(wǎng)格筒體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)與首層轉(zhuǎn)換層Y型節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，模型試驗(yàn)著重分析并獲得了轉(zhuǎn)換層框支梁柱節(jié)點(diǎn)外部鋼管的應(yīng)力狀態(tài)和塑性變形，采用ABAQUS軟件對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了仿真模擬，分析內(nèi)部混凝土及橫隔板的受力變形，揭示此類節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理，提出相應(yīng)設(shè)計(jì)建議。

1 試驗(yàn)研究

1.1 試件概況

以深圳某超高層建筑為工程背景，設(shè)計(jì)了2個(gè)試驗(yàn)構(gòu)件，模型比例為1∶3，本試驗(yàn)選取該體系的首層轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象，節(jié)點(diǎn)中中下柱為豎直柱，與梁正交，上柱為單向傾斜柱，與水平方向夾角約67°，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)采用鋼隔板進(jìn)行局部加強(qiáng)。

圖1 某超高層建筑實(shí)際照片

為研究該類節(jié)點(diǎn)受力和變形特性，對(duì)2個(gè)縮尺比例為1∶3的轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載靜力試驗(yàn)。試件均為矩形鋼管混凝土轉(zhuǎn)換層交叉柱節(jié)點(diǎn)，共匯交了3根矩形鋼管混凝土柱和2根H型鋼梁，并在交叉處采用內(nèi)隔板、外加強(qiáng)環(huán)及加勁肋進(jìn)行加強(qiáng)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)模型左右對(duì)稱。管的整體試件制作在工廠內(nèi)完成實(shí)際施工過(guò)程中相貫焊接順序，質(zhì)量要求達(dá)到一級(jí)焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用。為了加載的方便，在每根柱子的端部分別焊一塊剛性比較大的厚度40 mm的墊板，便于在反力架上的安裝。試件的工廠制作實(shí)際照片、模型桿件編號(hào)和截面尺寸以及模型內(nèi)部加強(qiáng)措施分別如圖2～4所示。

圖2 轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)試件實(shí)際照片

圖3 模型桿件編號(hào)及截面尺寸（單位：mm）

節(jié)點(diǎn)模型鋼管壁和縱向肋板厚度為20 mm，水平隔板和外加強(qiáng)環(huán)厚度為10 mm，豎向加勁肋和橫向肋板厚度為6 mm。鋼管柱、梁、內(nèi)隔板、加勁肋均采用Q345B鋼板，材料強(qiáng)度如表1所示。采用強(qiáng)度等級(jí)為C60的商品混凝土，實(shí)驗(yàn)當(dāng)天實(shí)測(cè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為70.4 MPa。

表1 節(jié)點(diǎn)鋼板材料強(qiáng)度

1.2 試驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn)布置

試驗(yàn)采用能承受20 000 k N的自平衡鋼架進(jìn)行加載，試驗(yàn)裝置如圖5所示。采用兩套加載系統(tǒng)，每套加載系統(tǒng)包括一臺(tái)10 000 k N千斤頂及其配套液壓泵系統(tǒng)和一個(gè)10 000 k N壓力傳感器。兩套系統(tǒng)分別加載，可以模擬兩個(gè)桿件受不同大小壓力的情況。

圖5 試驗(yàn)裝置

根據(jù)節(jié)點(diǎn)各個(gè)區(qū)域的應(yīng)力分布及試驗(yàn)需要，試件節(jié)點(diǎn)區(qū)和加載柱端共布置了48個(gè)應(yīng)變花，4個(gè)應(yīng)變片，7個(gè)位移計(jì)。同時(shí)考慮到自平衡架變形的影響，在自平衡架上也安置了2個(gè)位移計(jì)，位移計(jì)量程均為50 mm。

1.3 加載制度及約束條件

經(jīng)過(guò)計(jì)算比較，采用圖6所示的加載方案。將梁及下柱端固定，在其余2根斜柱端加載，設(shè)計(jì)承載力為7 000 k N，所以p加至7 000 k N則停止。

圖6 轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)約束條件和加載方式示意圖

加載模式包括對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載兩種加載方法：對(duì)稱加載時(shí)，兩柱端等比例同步加載。單步加載在6 000 k N之前為每步300 k N，6 000 k N之后為每步100 k N，加載到7 000 k N，共加載30級(jí)。

非對(duì)稱加載時(shí)，兩柱端荷載按1∶2的比例同步加載，其中C1柱端力最大加載至3 500 k N，C2加載至7 000 k N，加載步長(zhǎng)同對(duì)稱加載相似，共加載30級(jí)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果

2種加載模式在加載至7 000 k N時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)均未出現(xiàn)明顯凹凸變形，仍能繼續(xù)持荷加載。轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片如圖7所示。

圖7 轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)

2.2 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域鋼管試驗(yàn)結(jié)果分析

由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是3根鋼管混凝土柱和2根鋼梁的交匯處，并有水平隔板，受力比較復(fù)雜，因此在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域布置了若干個(gè)應(yīng)變花，各測(cè)點(diǎn)的布置及編號(hào)如圖8所示。

圖8 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域應(yīng)變花的布置及測(cè)點(diǎn)編號(hào)

由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的最大應(yīng)變是沿縱向的壓應(yīng)變，各測(cè)點(diǎn)布置的應(yīng)變花所測(cè)得其他2個(gè)方向的值相對(duì)于沿縱向方向的小很多，現(xiàn)主要分析各測(cè)點(diǎn)沿縱向的壓應(yīng)變的分布情況。以應(yīng)變的絕對(duì)值為縱坐標(biāo)，測(cè)點(diǎn)的編號(hào)為橫坐標(biāo)，得出節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域外鋼管管壁的各級(jí)荷載下各測(cè)點(diǎn)的縱向應(yīng)變分布圖，如圖9～12所示。

圖9 對(duì)稱荷載下節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)變分布曲線

從圖9中可以看出，對(duì)稱荷載加載到6 000 k N時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)一些測(cè)點(diǎn)處鋼管開(kāi)始屈服，達(dá)到7 000 k N時(shí)這些測(cè)點(diǎn)基本上全部屈服。由于材料的不均勻性與加工的誤差，加載的力越大，幾何對(duì)稱處測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變差別越大。非對(duì)稱加載時(shí)，同級(jí)荷載下各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變均小于對(duì)稱荷載下的，較大荷載作用線附近區(qū)域的測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變較大。

圖10 非對(duì)稱荷載下節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)變分布曲線

圖11 對(duì)稱加載節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域主應(yīng)力

圖12 非對(duì)稱加載節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域主應(yīng)力

非對(duì)稱加載下節(jié)點(diǎn)核心區(qū)各測(cè)點(diǎn)的主應(yīng)力和其在對(duì)稱加載下的大小差別不大，最大主壓應(yīng)力基本上沿節(jié)點(diǎn)軸線方向，另一方向的應(yīng)力數(shù)值較小，有些測(cè)點(diǎn)是拉應(yīng)力。

3 數(shù)值模擬與結(jié)果分析

由于試驗(yàn)所測(cè)的應(yīng)力只能反映外部鋼管的受力變形特征，為了驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性及研究節(jié)點(diǎn)內(nèi)部混凝土及橫隔的受力變形特征，以平面Y型方鋼管節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元建模分析，以揭示受壓節(jié)點(diǎn)的受力過(guò)程和塑性區(qū)擴(kuò)展情況，重點(diǎn)考察節(jié)點(diǎn)核心區(qū)、內(nèi)部加強(qiáng)板及混凝土對(duì)節(jié)點(diǎn)受力特點(diǎn)的影響。筆者利用ABAQUS通用程序，建立同時(shí)考慮幾何非線性、材料非線性等因素的有限元理論分析模型，通過(guò)合理的單元選取和網(wǎng)格劃分，結(jié)合試驗(yàn)研究，對(duì)該轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)模擬分析對(duì)稱荷載和非對(duì)稱荷載作用下的受力性能。

3.1 有限元模型

為方便比較，有限元分析試件選用試驗(yàn)?zāi)Ｐ停煌穸鹊匿摴芗盎炷恋那?qiáng)度取材性試驗(yàn)結(jié)果。鋼材的彈塑性本構(gòu)模型采用ABAQUS自帶的等向彈塑性模型，滿足Von Mises屈服準(zhǔn)則，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用采用三折線模型加以模擬。管內(nèi)混凝土本構(gòu)關(guān)系選取文獻(xiàn)［7］提出的混凝土偏壓偏拉本構(gòu)關(guān)系曲線，采用ABAQUS混凝土塑性損傷模型［15］。針對(duì)底部轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷奶攸c(diǎn)，遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的梁、柱及管內(nèi)混凝土選用8結(jié)點(diǎn)6面體規(guī)則單元，形狀復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)內(nèi)隔板等選用10結(jié)點(diǎn)4面體單元。混凝土與鋼管之間采用tie約束，內(nèi)隔板嵌入混凝土（embedded）內(nèi)部，以保證鋼管與混凝土共同受力［16］。

轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)模型的有限元網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖13所示。

圖13 有限元模型網(wǎng)格劃分

3.2 有限元計(jì)算分析及圖形結(jié)果

3.2.1 對(duì)稱加載有限元分析圖形結(jié)果 計(jì)算求得節(jié)點(diǎn)對(duì)稱加載在兩柱端均加至7 000 k N荷載下的Mises應(yīng)力云圖（單位：MPa）和節(jié)點(diǎn)位移云圖（單位：mm），如圖14所示。

圖14 對(duì)稱荷載下有限元分析結(jié)果

從以上應(yīng)力和變形的圖形結(jié)果可了解到轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)對(duì)稱加載模式下，兩加載端均加載至7 000 k N時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力最大處集中在加載區(qū)域，內(nèi)部水平隔板在加載端承受很大的力，大大減小了內(nèi)部混凝土端部的應(yīng)力。外鋼管和內(nèi)隔板在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的應(yīng)力相對(duì)較小，內(nèi)部混凝土在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。兩上柱（C1、C2）加載端部及柱根部局部屈服，整個(gè)節(jié)點(diǎn)并未達(dá)到其屈服承載力，仍能繼續(xù)加載。節(jié)點(diǎn)的變形集中在加載區(qū)域，由于隔板和鋼梁的約束作用，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的變形很小。

3.2.2 非對(duì)稱加載的有限元分析圖形結(jié)果 計(jì)算求得節(jié)點(diǎn)非對(duì)稱加載在C2柱端加至7 000 k N（C1柱相應(yīng)的荷載為3 500 k N）荷載下的Mises應(yīng)力云圖（單位：MPa）和節(jié)點(diǎn)位移云圖（單位：mm），如圖15所示。

從以上應(yīng)力和變形的圖形結(jié)果可以看出，轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)對(duì)稱加載下，C2柱端加至7 000 k N（C1柱相應(yīng)的荷載載為3 500 k N）時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力最大處集中在7 000 k N加載端區(qū)域，內(nèi)部水平隔板在加載端承受很大的力，大大減小了加載端內(nèi)部混凝土的應(yīng)力。在7 000 k N的作用線附近外鋼管應(yīng)力較大，混凝土和內(nèi)隔板在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的應(yīng)力相對(duì)較小，內(nèi)部混凝土在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。C2加載力作用線附近區(qū)域的外鋼板、內(nèi)隔板及混凝土均出現(xiàn)局部屈服。整個(gè)節(jié)點(diǎn)并未屈服，仍能繼續(xù)加載。節(jié)點(diǎn)的變形集中在7 000 k N加載區(qū)域，由于力的傳遞作用，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)在3 500 k N加載側(cè)的變形相對(duì)另一側(cè)的變形稍大。整個(gè)節(jié)點(diǎn)由于不對(duì)稱受力，兩斜柱夾角位移較大，出現(xiàn)了一定的扭轉(zhuǎn)。

4 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

4.1 試驗(yàn)等效應(yīng)力數(shù)據(jù)與計(jì)算值對(duì)比

試驗(yàn)和計(jì)算均表明，節(jié)點(diǎn)的延性較好，安全儲(chǔ)備較高。由于數(shù)據(jù)很多，本小節(jié)主要列出彈性范圍的各主要測(cè)點(diǎn)的Mises應(yīng)力的試驗(yàn)值與計(jì)算值的對(duì)比情況。從圖15可以看出計(jì)算值與試驗(yàn)值基本吻合。

圖15 非對(duì)稱荷載下有限元分析結(jié)果

4.1.1 對(duì)稱加載的Mises應(yīng)力及與計(jì)算值對(duì)比 從圖16～18可看出，對(duì)稱加載下，兩柱端的Mises應(yīng)力隨荷載的增加在計(jì)算值上下波動(dòng)，其中C2柱端應(yīng)力在加載前期偏低較多。同樣荷載下，兩上柱夾角測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力在加載中后期較計(jì)算值偏小，而加點(diǎn)核心區(qū)處測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的應(yīng)力偏大，這是由于ABAQUS分析時(shí)采用的模型絕對(duì)對(duì)稱，是在沒(méi)有考慮加工誤差和材料不均勻性的理想狀態(tài)下進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭思虞d板是在混凝土澆筑完成后焊接上去的，由于施工及混凝土的收縮硬化，加載板與內(nèi)部混凝土?xí)幸粋€(gè)難以估計(jì)的空隙，這就造成加載前期柱端處的混凝土對(duì)承壓貢獻(xiàn)不大，而隨著外部荷載的增大，混凝土所承載壓力的比例也就越大。

圖16 兩上柱端測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力對(duì)比

圖17 兩上柱夾角測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力對(duì)比

圖18 節(jié)點(diǎn)核心5號(hào)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力對(duì)比

4.1.2 非對(duì)稱加載Mises應(yīng)力及與計(jì)算值對(duì)比 從圖19～23可看出，非對(duì)稱荷載下，同荷載下試驗(yàn)所測(cè)的應(yīng)力值較計(jì)算值稍大，尤其是較小力加載柱的根部。由于加載至最大荷載時(shí)節(jié)點(diǎn)整體仍處于彈性受力階段，兩加載端部處測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力與其荷載的比例基本上一致，較大力加載柱的根部應(yīng)力很大。

圖19 C1柱端測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力對(duì)比

圖20 C2柱端測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力對(duì)比

圖21 兩上柱夾角C1柱上測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力比較

圖22 兩上柱夾角C2柱上測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力比較

圖23 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)5號(hào)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論應(yīng)力比較

4.2 試驗(yàn)位移數(shù)據(jù)與計(jì)算值比較

節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)主要考察加載柱端軸向位移，柱端位移實(shí)測(cè)值是兩柱端位移計(jì)的實(shí)測(cè)值與下柱鋼板處位移計(jì)所測(cè)得的剛體位移之差。節(jié)點(diǎn)對(duì)稱加載的實(shí)測(cè)位移曲線及與計(jì)算值的比較如圖24所示。從圖中可以看出兩柱端位移隨荷載的變化不一致，且與計(jì)算值均有一定偏差。從圖中看出，節(jié)點(diǎn)在達(dá)到設(shè)計(jì)荷載受力到7 000 k N時(shí)仍沒(méi)屈沒(méi)有屈服，柱端最大位移是1.42 mm。

節(jié)點(diǎn)非對(duì)稱加載的實(shí)測(cè)位移曲線及與計(jì)算值的比較如圖25～26所示。從圖中看出，節(jié)點(diǎn)在兩柱端受力分別到7 000 k N和3 500 k N時(shí)仍沒(méi)屈服，此時(shí)加載端的位移分別為1.1 mm和0.6 mm，均大于其相應(yīng)的計(jì)算值，這是由于試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷募虞d板是在澆筑混凝土后才焊上去的，與內(nèi)部混凝土之間可能存在空隙。

5 結(jié) 論

圖24 對(duì)稱加載兩柱端軸向位移

圖25 非對(duì)稱加載C1柱端軸向位移

圖26 非對(duì)稱加載C2柱端軸向位移

通過(guò)試件靜力荷載試驗(yàn)和有限元分析，研究了轉(zhuǎn)換層Y型節(jié)點(diǎn)在對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載情況下的力學(xué)性能，得到了如下主要結(jié)論：

1）轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)模型試驗(yàn)測(cè)出的Von Mises等效應(yīng)力和位移 荷載曲線與有限元分析結(jié)果吻合良好，運(yùn)用有限元方法分析鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的結(jié)果是真實(shí)可信、能應(yīng)用于實(shí)際工程的，該分析方法分析Y型節(jié)點(diǎn)具有一定的可靠性；

2）轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)模型試驗(yàn)兩個(gè)試件最終均沒(méi)破壞。最大荷載達(dá)到7 000 k N時(shí)，轉(zhuǎn)換層節(jié)點(diǎn)柱端大面積屈服，而節(jié)點(diǎn)核心區(qū)基本處于彈性階段，節(jié)點(diǎn)的延性較好，受力比較合理，使用該節(jié)點(diǎn)具有一定的可靠性和實(shí)用性；

3）節(jié)點(diǎn)域內(nèi)隔板的受力性能良好，內(nèi)隔板及周邊的焊縫完好，未見(jiàn)屈服跡象，滿足設(shè)計(jì)承載力的要求，也可以達(dá)到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震設(shè)計(jì)目的；

4）有限元分析結(jié)果顯示，梁柱連接處內(nèi)部混凝圖的應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，若采用圓角的連接構(gòu)造方式，可有效改善內(nèi)部混凝土的受力性能。

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（編輯 鄭 潔）

Experimental Study on Mechanical Behavior of Y-Shaped Transfer Joint Used in Obliquely Crossing Lattice

Zhang Shuyi，Ou Yunlong，Huang Liang，Cao Jiali
（School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

In order to study the mechanical behavior of the Y-shaped joints in oblique crossing lattice，two 1：3 scale models of the Y-shaped joints which are respectively applied symmetrical and asymmetrical axial force in experiment processes are tested，and the corresponding numerical simulations are carried out by using ABAQUS software.The stress state and deformation behavior of concrete-filled square tube column and steel beam rigid joint with internal diaphragms for high-rise structure are analyzed.The results of the test and the numerical simulation consistently show that in the loading process，the deflection of the joint core is insignificant and a good connection，the joint core is able to deliver the internal force effectively before the damage of the oblique column and meet the requirement of“strong joint and weak column”.

concrete filled steel tube（CFST）；obliquely crossing lattice；transfer joint；ABAQUS finite element analysis

TU973. 17；TU317.1

A

1674-4764（2013）S2-0114-07

10.11835／j.issn.1674-4764.2013.S2.030

2013-09-30

張舒怡（1989-），女，華南理工大學(xué)在校研究生，主要從事結(jié)構(gòu)工程研究，（E-mail）shuyi-89＠163.com。

book=120,ebook=7