要］ 为深入研究钢管混凝土管节点的应力集中及疲劳性能，设计了钢管混凝土管节点的疲劳试验，并 结 合 有
限元的计算，对管节点的应力集中、疲劳裂纹的开裂源、裂纹扩展规律等疲劳相关特性进行了研究，对 于 变 幅 加 载
情况下的寿命进行了等效计算，并通过试验进行验证，在焊接接头良好的情况下，疲劳强度可达到较高的水平。 ［关键词］ 管节点; 疲劳试验; 有限元; 疲劳寿命
中图分类号: TU392. 3，U448. 38 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2013) 05-0045-03 Experimental research on fatigue of tubular joints in concrete-filled steel tube Diao Yan1，Fan Wenli2 ( 1 School of Architecture and Civil Engineering，Xihua University，Chengdu 610039，China; 2 Department of Bridge Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China) Abstract: For the further research on the stress concentration and fatigue property of tubular joints in concrete-filled steel tube，and the fatigue test was carried out，and the finite element was used to study the stress concentration，cracking source of fatigue，the rule of crack expansion and related features of fatigue． The life of changed load was calculated． The result verifies that the fatigue strength can achieve higher levels of performance if the welded joints are in a good condition． Keywords: tubular joint; fatigue test; finite element; fatigue life
作者简介: 刁砚，博士，讲师，Email: dyy124@ 126． com。 0 引言
近年来，随着理论研究的日益深入和新施工工
艺的产生，钢管混凝土在结构性能和施工工艺上体
现出来的众 多 优 点，使其广泛应用于建筑结构中。
对钢管混凝土结构而言，节点是关键的承载部位，也
往往是整个 结 构 的 薄 弱 环 节［1-3］，但对其疲劳设计
寿命的研究还相对滞后。
为深入研究钢管混凝土管节点的应力集中及疲
劳性能，本文设计了钢管混凝土管节点模型并开展
了相应的疲劳试验。 图 1 钢管混凝土管节点疲劳性能试验模型
1 试验及模型的设计
试验模型设计了 3 个相同的三角形典型平面管
桁架，上部为 Y 形节点，主管尺寸为 406 × 10; 支管
尺寸均为 203 × 8，其中斜支管净长度为 2 496mm;
耳管采 用 钢 管 尺 寸 为 351 × 14 的 钢 管 混 凝 土 加
载，见图 1。钢材 采 用 Q345 钢，主 管 与 支 管 相 贯 线
图 2 钢管混凝土管节点疲劳试验
上半周通过 全 熔 透 坡 口 对 接 焊，焊 接 细 节 符 合《建
筑钢结构焊接技术规程》( JGJ 81—2002) 规定。
管节点模型的几何参数和符号采用欧洲共同体
于 1981 年在巴黎召开的“国际海上用钢会议”中的
有关规定，见表 1。
试验模型管节点几何参数 表 1
几何参数 β = d /D γ = D /2T τ = t /T α = l / d θ
参数值 0. 5 20. 3 0. 80 11. 14 45° 注: D 为主管外径; T 为主管壁厚; d 为支管外径; t 为支管壁厚; l
为支管理论长度; θ 为支管轴线与主管轴线间的夹角。
管节点模型 试 验 加 载 见 图 2，在 耳 管 上 对 称 加
载，并在加载时进行相贯线焊趾附近的静应力分布
测试。

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