十字型中空夾層鋼管混凝土節(jié)點軸壓性能研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)以其簡潔的、優(yōu)美的造型而受到青睞，隨著結(jié)構(gòu)的大型化和復雜化，為保證結(jié)構(gòu)的安全，在鋼管中填充混凝土的加強方式被廣泛采用。在主管中填滿混凝土必然會增加結(jié)構(gòu)的自重和材料的消耗，只進行部分填充而形成中空夾層的形式能使問題得到解決，而目前對于中空夾層鋼管混凝土節(jié)點的研究比較少見。
　　本文對主管內(nèi)套PVC管的十字型中空夾層圓鋼管混凝土和方鋼管混凝土節(jié)點在支管軸向壓力作用下的靜力性能進行了試驗研究和有限元分析。
　　首先對十字型

2、圓管節(jié)點和方管節(jié)點進行支管軸向壓力作用下的試驗研究，兩種節(jié)點以支主管徑比β和主管空心率φ為變化參數(shù)，分別包括18個主管部分填充混凝土的中空夾層鋼管混凝土節(jié)點、2個主管全部填充混凝土節(jié)點和2個空鋼管節(jié)點，根據(jù)內(nèi)套管的截面形狀和布置方式將中空夾層節(jié)點分為 CP、SP和SPR三類，對節(jié)點的破壞模式、極限承載力、初始剛度和節(jié)點區(qū)域應(yīng)變發(fā)展進行了考察，試驗結(jié)果表明：主管部分填充混凝土能不同程度提高節(jié)點的極限承載力和初始剛度；隨著β的增大，節(jié)點的初

3、始剛度和極限承載力提高；當φ較小時，中空夾層節(jié)點的破壞模式、極限承載力和初始剛度與全灌混凝土節(jié)點相近，當φ較大時，中空夾層節(jié)點破壞部位發(fā)生在主管，不同于全混凝土節(jié)點，并且極限承載力低于全灌混凝土節(jié)點；對于圓管節(jié)點，當φ較大時，SPR類節(jié)點的初始剛度略高于SP類，延性優(yōu)于SP類，而極限承載力比SP類低；對于方管節(jié)點，當φ較大時，SPR類節(jié)點的初始剛度、極限承載力低于SP類，而延性明顯優(yōu)于SP類。
　　然后根據(jù)試驗建立了有限元計算模型

4、，對試驗進行了模擬以驗證模型的準確性，在有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果適應(yīng)良好的基礎(chǔ)上，分別對240個中空夾層圓鋼管混凝土節(jié)點和240個中空夾層方鋼管混凝土節(jié)點進行了參數(shù)分析。考察了幾何參數(shù)和材料強度對節(jié)點破壞模式和極限承載力的影響，分析結(jié)果表明：在所研究的參數(shù)范圍內(nèi)，節(jié)點極限承載力隨著φ的減小、β的增大而增大，混凝土強度等級對極限承載力的影響不明顯。
　　最后在Eurocode3計算空鋼管節(jié)點公式的基礎(chǔ)上，引入等效壁厚，擬合得到中空夾