十字型中空夾層鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)軸壓性能研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)以其簡(jiǎn)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(fù)雜化，為保證結(jié)構(gòu)的安全，在鋼管中填充混凝土的加強(qiáng)方式被廣泛采用。在主管中填滿(mǎn)混凝土必然會(huì)增加結(jié)構(gòu)的自重和材料的消耗，只進(jìn)行部分填充而形成中空夾層的形式能使問(wèn)題得到解決，而目前對(duì)于中空夾層鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的研究比較少見(jiàn)。
　　本文對(duì)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(diǎn)在支管軸向壓力作用下的靜力性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和有限元分析。
　　首先對(duì)十字型

2、圓管節(jié)點(diǎn)和方管節(jié)點(diǎn)進(jìn)行支管軸向壓力作用下的試驗(yàn)研究，兩種節(jié)點(diǎn)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(gè)主管部分填充混凝土的中空夾層鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)、2個(gè)主管全部填充混凝土節(jié)點(diǎn)和2個(gè)空鋼管節(jié)點(diǎn)，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(diǎn)分為 CP、SP和SPR三類(lèi)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的破壞模式、極限承載力、初始剛度和節(jié)點(diǎn)區(qū)域應(yīng)變發(fā)展進(jìn)行了考察，試驗(yàn)結(jié)果表明：主管部分填充混凝土能不同程度提高節(jié)點(diǎn)的極限承載力和初始剛度；隨著β的增大，節(jié)點(diǎn)的初

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

4、，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了模擬以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，在有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果適應(yīng)良好的基礎(chǔ)上，分別對(duì)240個(gè)中空夾層圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)和240個(gè)中空夾層方鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了參數(shù)分析。考察了幾何參數(shù)和材料強(qiáng)度對(duì)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)極限承載力隨著φ的減小、β的增大而增大，混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)極限承載力的影響不明顯。
　　最后在Eurocode3計(jì)算空鋼管節(jié)點(diǎn)公式的基礎(chǔ)上，引入等效壁厚，擬合得到中空夾