进一步研究设计参数对铝铝法兰节点承载性能的影响

       参数分析基于验证模型，为了进一步研究设计参数对铝法兰节点承载性能的影响，选取铝法兰板厚度、加劲板厚度、螺杆直径和圆管壁厚4个因素展开有限元参数分析。铝法兰板厚度在原试件参数基础上，改变铝法兰板厚度后得到的荷载一位移曲线如图所示。当板厚从8mm增加到14mm时，节点极限承载力提升了150%。当板厚由14mm增加至18mm时，极限承载力仅提升约5.6%。这表明板厚增加可以使得撬动效应受到限制，充分发挥螺栓抗拉强度，继而提高节点承载力。薄板(t14mm)铝法兰的提升效果大于厚板铝法兰，板厚超过14mm时，节点承载力不再由铝法兰板控制。因此，综合考虑建议将铝法兰板厚度控制在14mm及以下，以在保证节点极限承载力的同时避免不必要的变形和材料浪费。在原试件参数基础上，改变加劲板厚度后得到的荷载一位移曲线如图所示。可以看出，加劲板厚度由6mm增大至8,10,12mm时，节点极限承载力分别增长3.5%,5.4%和9.6%，加劲板厚度增加对于节点承载力性能的提升幅度相对较小。这可能主要还是源于铝合金焊缝及热影响区过早破坏，尽管加劲板厚度增大将缩小由铝法兰板、圆管和加劲板围成的区格面积，使得铝法兰板受力更加均匀，节点承载力有所提升，但从试件破坏形态来看，铝合金焊缝及热影响区仍然为试件的主要破坏部位，加劲板厚度增加所提升的节点承载力由于铝合金焊缝及热影响区过早破坏未能充分发挥作用，因此，加劲板厚度对节点承载力影响不显著。在原试件参数基础上，改变螺杆直径后得到的荷载一位移曲线如图所示。当螺杆直径由14mm增大至16,18,20,22mm时，节点极限承载力由406.8kN分别增加至479.3,519.2,536.2,564.9kN,增幅分别为17.8%,27.6%,31.8%和38.9%。极限位移增长主要发生在螺杆直径由14mm增加至18mm时，螺杆直径大于18mm后，极限位移基本无变化。当螺杆直径为14mm时，试件破坏模式为螺杆被拉断，其余试件均为铝合金加劲板与铝法兰板焊缝断裂。这一现象表明增大螺杆直径对于提升节点承载力效果并不显著，但是，为防止节点受拉时螺杆断裂，螺杆直径的选择也应避免过小，通常建议不小于16mm。http://www.zblansheng.cn/