螺栓端板连接方钢管柱低周疲劳性能及损伤模型研究

为研究螺栓端板连接方钢管柱的低周疲劳性能,进行了29个连接试件等幅位移循环加载试验,分析了以钢管管壁变形和螺栓塑性拉伸变形为主的两种典型破坏模式及其滞回特征,对比分析了连接的低周疲劳寿命,提出了描述该类连接构造损伤的分析模型。研究结果表明:以钢管管壁变形为主要破坏模式的试件具有一定耗能能力,而以螺栓塑性拉伸变形为主要破坏模式的试件表现出显著的承载力和刚度退化,耗能能力较低。当发生以钢管管壁变形为主的破坏时,连接件的低周疲劳寿命受构造几何参数影响较大。连接件折算应力幅与疲劳寿命的关系同GB 50017—2003《钢结构设计规范》中斜率为3的S-N曲线关系具有一定的可比性,可从偏于安全角度按7类细节类别来评价该类连接的低周疲劳寿命。针对连接件的破坏模式,采用刚度和耗能组合的损伤模型能较好地对其损伤发展过程进行预测。