摘要：使用传统的方法进行施工时，ESW用于梁柱接头的横向分隔，但由于过多的热量输入ESW，柱板热影响区的材料是脆性的。本研究旨在建立一种新的梁柱接合施工方法，称为穿透式梁柱接合或者是WAWO施工方法，并设计了一套用于疲劳强度试验和塑性转角容量试验的试样。通过两次试验可以知道，通过梁柱接合施工方法具有热输入低的优点，适用于有小厚度的柱板。
关键词：箱型柱；电热熔渣焊；塑性转角容量
引言：本研究的目的是研究使用WAWO施工方法，焊接箱柱和横隔板的可行性。讨论的内容如下：（1）当钢板厚度过小时，ESW会严重影响到柱板材料，这可能对主板厚度的方向传递力影响不大，使用WAWO施工方法在这方面就不会出现问题。（2）WAWO施工方法直接焊接梁翼板到槽焊缝上，这将导致焊缝过早损坏。（3）WAWO施工方法能否产生满足抗震要求的结构。
1 测试计划
1.1测试设计规划
在WAWO施工方法中，梁翼板的力通过开槽的全穿透焊缝和槽焊缝传递到横隔板，并且需要保持在各个传力路径的健全，以使梁柱连接有效地发挥其作用。韧性。为了达到韧性的目的，需要对几个项目进行测试：（1）梁翼与柱板之间的力传递应平滑，避免应力集中和过早开裂，最常用的方法可以使用全渗透焊道的末端经过弧形处理。（2）连接将全渗透焊道和槽孔焊道，并验证其可行性。（3）应合理的连接槽孔焊道和柱板、横隔板。
1.2样品制作
1.2.1 FR系列
FR系列试样由一个梁翼板，三个柱板和一个横隔板组成，有12个试样，在生产过程中分为两部分，分别为梁翼板上的加工焊接，柱板与横隔板焊接。加强导板焊接在梁翼板的两侧，但是在梁翼板的主屈服部分中，加强导向板以紧密非焊接的方式连接，以避免梁翼板的局部受挫，并且双槽沟槽焊接，用于焊接和控制焊接轨道的尺寸，避免了测试期间螺栓的啮合。柱板和横隔板的焊接可分为传统的ESW和WAWO的圆端长孔焊接。对FR-B50-W和FR-B22-W样品进行WAWO构造方法的使用，并对FR-C50-E和FR-B22-E样品进行ESW方法的使用。
1.2.2 SR系列
有4个SR系列试样，每个试样的尺寸为BH650×300×19×40，总长度为3540mm。在MTS和梁的锁定端添加加强板。BH梁距离圆柱表面150mm至800mm区域进行切割。在梁腹板中，还必须首先使剪力连接板和梁的扇形孔开口。柱板的尺寸是BOX700×700×50与BOX700×700×22。有两种生产方式：WAWO和传统方法。WAWO的施工方法是在制作箱形柱的四边柱上打开一个长端槽，每列的两个圆端长槽，长槽的位置是横隔板的位置。
1.3测试设备和安装
1.3.1 FR系列
测试前，上夹具安装在3000吨万能试验机上，使用10个螺杆每一个都能够承受140吨的力，下部夹具用20个螺杆和地梁锁定并施加预力。不能连接试样和下夹具，因此设计了适配器。安装后，试样的实际屈服强度（Pya）为翼的1.25倍，重复载荷约为540吨，直至试样断裂，并记录重复载荷的周次，并且通过载荷的高度评价试样的疲劳强度。
1.3.2 SR系列
SR系列是T型试样。测试体是水平定向的，铰链柱体和反作用力基座由柱两端的8个螺钉锁定，以提供梁柱连接区域旋转和变形的能力。在柱的两端使用三角形座夹紧试样。梁体处于垂直方向，端部用4个M27螺杆和200吨MTS锁定，并在梁的两侧增加横向支撑。在梁的末端利用位移控制进行重复载荷，并且使用位移的载荷历程来获得试样可承受的最大塑性旋转角度。
2 测试结果和讨论
2.1测试观察和记录
2.1.1 FR系列试样
观察12个试样的破坏结果，其中大部分试样被梁翼全焊接焊缝的热阴影区破裂破坏，其中一些损坏在完全穿透焊接道，FR B22-E在柱中，该板破裂。在测试期间，力和位移是“+”，压力是“ - ”。控制位移使试样收到拉力翼板屈服，并且在屈服平台出现后，疲劳载荷由1.25Pya = 540tf控制疲劳载重测试。当加载到+ 540tf_1循环时，背板和焊道接触表面由于应力集中而破裂，并且在反复疲劳测试之后裂缝持续增加，直到测试样断裂。测试后每个测试体的破坏模式和测试周次总结在表1中。
表1 FR系列测试周次和破坏模式表
2.1.2 SR系列试样
进行测试时，各试体的位移角在弹性阶段保持在0.375％到1％。在1.5％位移角时，梁翼开始屈服，在2％之后，梁腹板屈服，3％阶段扇形孔出现裂缝。梁的腹板以4％受阻，并且扇形孔沿着腹板和翼的角焊缝向上开裂。达到5%时，裂缝是由梁的全焊道渗透的开裂引起的，只有少数的试体能够到6％。
2.2 试样破坏模式
2.2.1 FR系列
FR系列试样的破坏模式可分为四类，即“翼板焊缝热影响区的损伤”，“翼板焊缝的断裂”，“柱板热影响区的开裂”和“翼板受挫弯曲”。FR试验破坏模式和试验周次总结在表1中。
2.2.2 SR系列
试样的SR系列测试破坏模式可分为三种类型：“侧向扭转和屈曲”，“柱板热裂开裂和焊道开裂”，以及“梁腹板焊道开裂”。
2.3测试周次和滞后循环
2.3.1 FR系列
该测试主要通过测试周数来区分测试体的优缺点。FR试样的试验周次显示在表1中。在相同的柱板厚度下FR-C50-E与FR-B50-W的周次平均差异不显着，并且FR-B50-W的平均每周次数量只高FR-C50-E一个周次，测试周次没有太大的不同。从破坏模式来看，FR-C50-E试件在翼板焊道的热影响区被破坏，对于FR-B50-W也是如此。只有第一个试件部分断裂在焊缝中，但测试周期可以达到26个循环，两个样品在破坏模式下的差异不大，因此在测试周次角度来看，FR-B50-W的疲劳强度相较于FR-C50-E稍好一些。具有相同厚度22mm的FR-B22-E和FR-B22-W样品，在平均测试周次中均为17个循环，但FR-B22-E的测试周次更加不同、不一致，其中一个试样在柱表面上引起开裂破坏，因此FR-B22-W会更好于FR-B22-E。相较于相同的施工方法，FR-C50-E的平均每周次为22，FR-B22-E的相位差为5个循环，FR-B50-W的平均周次为23，FR-B22-W是6个循环的17个相位差。因此，在相同的焊接方法中，柱板越厚，疲劳强度越大。总之，可以看出FR-B22-W和FR-B50-W都在梁翼全穿透焊缝中被破坏，这基本上与槽孔焊缝无关，这表明WAWO可以施加韧性。
2.3.2 SR系列
图一为4个测试件的迟滞循环，从迟滞循环中观察到能量耗散情况，最好的是SR-C50-E，最大driftratio 高达6％，但由于横向扭转和挫折，测试停止了6％还有一个周次没有完成，所以driftratio 需要5％的测试周次到32个循环。在SR-B22-W旁边，测试周次为32个循环，最大driftratio 为5％。SR-B22-E和SR-B50-W测试循环为30个循环，最大漂移率为4％。
图1 SR系列测试体滞后循环图
3 结论
WAWO施工方法将力从翼板传递到横隔板的路径中，与传统施工方法相同。破坏模式位于焊道附近，不会穿透槽焊缝；柱板为22mm的SR测试体不仅符合标准，如果可以进一步提高翼板和腹板角焊缝焊接质量，则可以进一步提高其韧性。因此，当箱型柱使用柱厚度较小时，WAWO方法是可行的、值得信赖的。
参考文献：
[1]朱敬锋，李军.钢结构梁柱节点焊接模拟技术应用[J].工程建设与设计，2015（3）.
[2]高涛.高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计[J].江西建材，2017（5）.
论文作者:赵佳祥,刘力忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
标签：试样论文; 测试论文; 梁柱论文; 横隔论文; 方法论文; 系列论文; 腹板论文; 《基层建设》2019年第6期论文;