鋼管混凝土雙肢柱肩梁受力性能與設計方法研究.pdf

1、在大型工業(yè)廠房設計中，鋼管混凝土雙肢柱因其突出的承載力、變形和延性性能得到廣泛應用，其構件型式、構造措施在實際中也不斷得到改進。近年調查研究中發(fā)現(xiàn)，鋼管混凝土般肢柱的肩梁與吊車梁連接部位出現(xiàn)了嚴重缺陷，對廠房正常使用和生產造成不利影響。為克服肩梁與吊車梁連接方式上的缺陷以及滿足大跨度、重載廠房的需求，兩種帶有新型肩梁的鋼管混凝土雙肢柱得到了應用，其肩梁分別為單腹板改進型和雙腹板兩種形式。由于應用時間不長，目前這兩種肩粱的受力性能和破壞機

2、理尚不明確，其承載力也無成熟的計算方法。因此，研究這兩種新型鋼管混凝土雙勝柱肩梁的受力性能和設計方法，對于完菁鋼管混凝土柱的設計理論，推廣鋼管混凝土柱廠房的應用具有重要的理論意義和實用價值。
　　 論文以寶鋼大型工業(yè)廠房中新型鋼管混凝土烈肢柱為研究對象，通過上程調查、試驗研究和理論分析，系統(tǒng)研究了鋼管混凝土雙肢柱中單腹板改進型肩梁和雙腹板肩梁的受力性能和破壞模式，分析了肩粱剛度對廠房受力的影響規(guī)律，提出了鋼管混凝土取勝柱肩梁的實

3、用設計方法。主要研究內容如下：
　　 1.現(xiàn)場調查了近300根新型鋼管混凝土柱的肩梁形式和使用狀況；選擇邊柱與中柱、單腹板與雙腹板四種形式的肩粱作為原型構件，對其設計資料和實際狀況進行詳細調查和檢測，為后期的試驗研究和理論分析提供了第一手的原始數(shù)據(jù)。
　　 2.根據(jù)肩梁原型構件設計制作了八根肩梁試件，并進行，靜力加載試驗，研宄了肩梁在整個受力過程巾的變形規(guī)律、應力分布特點及破壞模式。試驗結果表明，肩梁承載力與腹板剪應變密

4、切相關；肩梁的破壞模式以肩梁受壓側腹板在剪應力作用下的整體屈曲為土，同時伴隨上柱根部與肩梁上翼緣受壓區(qū)域的局部屈服。其中，雙腹板肩梁的腹板因存在內力分配小均衡現(xiàn)象而呈現(xiàn)單側腹板首先屈曲的破壞模式。
　　 3.建立有限元模型，對肩梁試件的受力性能進行了計算分析。其分析結果與試驗結果基本吻合，從而驗證了肩梁有限元模型的合理性。利用該分析模型，對四種典型的肩梁原型構件進行了系統(tǒng)的有限元分析，揭示了肩梁形式、肩梁高跨比、肩梁腹板厚度等因

5、素對承載力的影響。同時分析發(fā)現(xiàn)，雙腹板肩梁原型構件具有較高的安全儲各。利用肩梁原型構件的參數(shù)分析結果，按照肩梁破壞模式提出了鋼管混凝土雙肢柱的實用肩梁設計公式以及構造要求。相對于目前型鋼柱肩梁的設計方法，該設計公式能更合理地反映鋼管混凝土雙肢柱新型肩梁的承載力，更好地控制新型肩粱設計的可靠性。
　　 4.通過對鋼管混凝土柱典型排架的計算分析，系統(tǒng)研究了上柱與下柱高度比、肩梁高跨比、肩梁與上柱線剛度比等因素對柱側移剛度、廠房位移、