當(dāng)直接焊接不銹鋼管相貫節(jié)點的承載能力不能滿足要求時，設(shè)計者必須尋求某種方法對相貫節(jié)點進(jìn)行加強，使其能夠滿足承載能力要求。在實際工程中，關(guān)于該類節(jié)點的加強主要包括主管內(nèi)局部灌漿、增加主管壁厚、主管上加套管或墊板、主管設(shè)內(nèi)外加勁環(huán)肋、設(shè)置節(jié)點板等方法。這些方法都不同程度地改善了節(jié)點的受力性能，提高了相貫節(jié)點的承載力。以越南國家體育場立柱與主桁架鼓型相貫節(jié)點為對象，研究了內(nèi)加勁環(huán)設(shè)置對節(jié)點剛度和承載力的提高作用。以上海F1國際賽車場新聞中心焊接矩形鋼管桁架內(nèi)加勁節(jié)點為對象，探討了節(jié)點的傳力路徑和部分區(qū)域應(yīng)力集中問題，提出了能夠有限緩解應(yīng)力集中的三種內(nèi)加勁節(jié)點構(gòu)造改進(jìn)方案。以重慶江北國際機場航站樓鋼屋蓋焊接矩形鋼管桁架節(jié)點為對象，探討了模擬節(jié)點在最不利荷載作用下局部傳力的簡化試驗方法，分析比較了在主桁架上主管設(shè)置加勁肋與否對受拉腹板向應(yīng)力的影響。以上海市南匯區(qū)機關(guān)辦公中心焊接矩形空腹桁架節(jié)點為對象，通過試驗考察了在支管內(nèi)設(shè)置縱向加勁肋對節(jié)點剛度和變形能力的影響。以上海旗忠網(wǎng)球中心可開閉屋蓋節(jié)點為對象，對具有內(nèi)加勁肋的空間多支管圓管節(jié)點進(jìn)行試驗研究，認(rèn)為主管內(nèi)部加勁肋的設(shè)置避免了徑大壁薄的主管因管壁局部彎曲而發(fā)生塑性破壞，但合理安排加勁肋位置比增加數(shù)量更為有利。以廣西體育中心主體育場支座節(jié)點為對象，通過試驗識別了節(jié)點的薄弱部位，提出了在底座鋼管內(nèi)增設(shè)十字形肋板并與外部加勁肋連通以加強節(jié)點承載能力的設(shè)計建議。墊板加強相貫節(jié)點因受力合理、加工制作方便和節(jié)約材料等優(yōu)點，在海洋平臺結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用，理論研究也得到了一定的發(fā)展。對墊板加強T形圓管節(jié)點進(jìn)行了試驗和數(shù)值分析研究，指出選擇適當(dāng)尺寸的加強墊板可以獲得理想的加強效果。對墊板加強Y形、N形圓管節(jié)點進(jìn)行了試驗和有限元分析，認(rèn)為支管外徑與主管外徑的比值、墊板厚度與主管壁厚的比值和墊板長度與支管外徑的比值對節(jié)點的承載力有很大的影響。針對墊板加強型節(jié)點缺乏支管受拉試驗研究的現(xiàn)狀，通過試驗和有限元分析探明了在支管受軸向拉力作用下墊板加強T形節(jié)點的破壞機理，發(fā)現(xiàn)采用墊板加強后明顯改善了節(jié)點的應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高了承載能力和延性。同時在以往鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相貫節(jié)點承載力公式基礎(chǔ)上引入提高系數(shù)，建立了墊板加強T形節(jié)點的承載力設(shè)計公式。這些研究都為墊板加強型節(jié)點的應(yīng)用提供了重要試驗數(shù)據(jù)支撐和設(shè)計指南。
在相貫節(jié)點的性能研究中，試驗是非常重要的手段，很多工程設(shè)計及理論分析需要依靠試驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象來驗證可靠性或進(jìn)行深化研究。隨著近年來我國大跨空間結(jié)構(gòu)建設(shè)規(guī)模的增大，鋼管結(jié)構(gòu)體系幾何型式多變，形態(tài)各異，使得相貫節(jié)點呈現(xiàn)多支管匯交、多焊縫交匯、受力狀態(tài)復(fù)雜、荷載巨大、管件曲率變化等特點，這使得相當(dāng)多的復(fù)雜實際工程關(guān)鍵節(jié)點無法在現(xiàn)有規(guī)范條文適用范圍內(nèi)找到可靠的設(shè)計依據(jù)，同時節(jié)點面臨構(gòu)造復(fù)雜、加工制作難度大等挑戰(zhàn)?；谶@一現(xiàn)代工程建設(shè)提出的新需求，同濟(jì)大學(xué)研究團(tuán)隊自2005年以來先后依托國家體育場、上海旗忠網(wǎng)球中心、廣西體育中心主體育場、成都雙流國際機場T2航站樓等重大工程應(yīng)用，開展了大量大尺度復(fù)雜空間多支管相貫節(jié)點的性能試驗，其中焊接在一個節(jié)點部位主管上的支管數(shù)可多達(dá)10根。通過試驗揭示了這些工程中關(guān)鍵節(jié)點的失效模式和可能的薄弱部位，并有針對性地提出了加強方案和簡化制作加工的構(gòu)造設(shè)計建議。進(jìn)行了主管軸線曲率變化的空間TT、KTT、KK形和平面K形等4種形式的圓管桁架焊接節(jié)點靜力破壞試驗，直接比較了彎曲主管節(jié)點與平直主管節(jié)點的性能。研究結(jié)果表明，在實際結(jié)構(gòu)工程中廣泛應(yīng)用的主管曲率半徑范圍內(nèi)，主管的彎曲對節(jié)點性能幾乎無不利影響，仍可采用現(xiàn)有規(guī)范中適合平直弦桿的節(jié)點承載力計算公式。這些研究為我國重大鋼管結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供了技術(shù)保障。另一方面，上述節(jié)點承載性能的試驗需求使得試驗加載裝置的設(shè)計制作耗費劇增。而大多數(shù)加載裝置通用性差。因此開發(fā)能滿足大尺度多支管匯交相貫節(jié)點試驗要求同時具備廣泛適用性的新型加載系統(tǒng)是一個亟待解決的問題?；谶@一工程試驗需求，同濟(jì)大學(xué)研究團(tuán)隊研制了一種全方位通用加載系統(tǒng)。該加載系統(tǒng)由箱形圓弧梁焊接組裝而成，配置了提升滑移液壓裝置，擁有直徑為6.1m的球形凈空間，加載能力達(dá)到30000kN，可以實現(xiàn)空間任意方位的多點同步加載卸載，尤其適用于大尺度多支管匯交相貫節(jié)點在超大荷載下對復(fù)雜受力工況的真實模擬。
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