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附录E 钢】管混凝土斜》交网格筒节点设【计方法
《
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,E.0.1 — 基于约束混凝【土的概念根据有【限元分析及》试验结?果提出节点的—简化设计《方法与试验结果【对比简化设》计,方法的计算结果偏于!安全
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,
该—节点在构《造上和受力》上均较合理》构造方面通》过设:置椭圆连接》板和外加强环把相贯!钢管连成一个整体具!有必要?。的刚:度和承载《。力并方便管内混凝】土浇注;受力—。方面在弹性阶段【椭圆连接板基本以】承受竖向《荷载为?主钢管相贯最小断面!。处,混凝:土面:积削弱?最大而此处》连接:板,面积最大刚好互为补!充
《
— 在弹?塑性阶段连接板中部!以承受竖向荷载为】主横:向应力较小连接板端!部,的,。应,力分布则刚好—与中部相《反以承受横向拉【力为主?整个连接板的von! Mises—应力基本均》匀,说明连接《板强度?。被,充分利用十分经【济合理另外在钢【管相贯最《小断面处《通过:设置:外加强环提高钢管】。的套箍效应其效【果也是明显的
】
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E.0.》2 对照计—。。。算简图?。E.0.1-—2该计算式推导【过程如?下
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》 1 《 作用于破坏面上的!轴力N?*
【
!。
【
》
《 当《N1=N2》=N:时
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】
2【 钢管混凝土短】柱轴心?。受压的?承载力
】。
,N0=fcA—c(1+2θ) 】 》 (6)》
【
?
式【中N0?钢管混凝土轴心受】压短柱的承》载力设计《值;
】 ! θ:套箍指标;
!
,。
【。 fc混凝】土,轴心:抗压强度《;
】 【 Ac核》心混凝?土截面面积;
【
《
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】
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》
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》
,
《
:
? 】。 l0计算》。长度;
【
《 】rc核心《混凝土的半径;
!
,。
— 【eo:。柱较大弯《矩端的?轴向压力对构件【形心的偏心矩e【o,。。=M/N;节点设计!中取钢管混》凝土短柱轴心受【压,的承载?力N0=fcA【c(1+2θ)计算!结果偏?于安全
! 3》 按节《点与构件等强的【。。原则进行设计—
《
,
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【
】在节点处取f*【c=:βf:c,近似A*c》=A:c,
】
,
《 由式(4【),(14?)(15)令N【1,。=N2?=N
》
,
,
《
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《
:。
:。 4 按钢】管混凝土柱承受的】最大作用力》的k倍进《行设计
《
,
:
—
: 求》得θ*后可》。由得到A*》s,
,
》 5 经】试验研?究弹塑性《有限:元分析结果与试件】静载试验结》果,比较吻合且》偏,于安全表明其—力学模型《及,。分析参数的选取基】本合理
! 模》。型,。研究结?果表明采取适当加】大节:点区钢管壁厚—或,适当提高节》点区的混凝》土强度等级等加强】措施可满足强节点】弱构件的抗震设计要!。求
》
? 节《点区的破坏呈—约束混凝土的—特征在试验和理论分!析的基础上提—出节点的简化设计计!算,方法:计算结果与试验【。和有限?元分析的结果相【比偏于安全可用【于,实际工程设计—
《
》。 6 算例1广州!西塔节?。点试件B3(钢管】混凝土斜柱交—角35°)
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— : 钢管混凝土柱【钢管φ?299-14—Q23?5钢C60》。。。混凝土a=3—50
?
:。
A】=,0.07m2Ac=!0.0576m【2As=1》23cm2钢材【实测屈服强度fs】=270MPa混凝!土实测强《度C5?9.5fck=38!.2MP《a
:
】 ,钢管:混凝:土柱套箍系数—
! 短柱承载力N0=!0.:057?6×:38200×(1】+2×1.5—)=88《00Kn
》
:
— 实测N=7—500K《n
:
:
》 :节点钢管直径、用】料同钢?管混:凝土:柱β=1由式(17!)
【
【 按本设计【方法节?点钢管壁《厚,。需19.5m—m但实际试件节点钢!管壁厚为14mm】从试验结果看已可】。与构件?等强:
【 7《 算例2广州西】塔,节,点,试件:B1(钢管》混凝:土斜柱交角20°】)
】 钢管混—凝土:柱钢管φ299【-14Q23—5钢:C60混凝土a=】200
! ?。 ,A=0.0》7m2Ac=—0.0576m2A!s=1?23cm《2钢材?实测屈服强度fs】=2:70MPa混凝土】实测强度C59.】5fck《=38.2MPa】
! 钢管混凝土柱【套箍系数
【
短柱!承载:力,
,
— : N0=《0.0576×38!200×《(1+2×1.【5)=8800Kn!
?
实测!N=7250K【。n
】 节点钢—管直径?。、,用料同钢管混凝土】柱β=1由式(17!)
【
E【.0.3 在两】钢管混凝《土柱相?贯的起点《两圆相切过切点的切!线与椭圆《连接板平行由此【处分离?体的平衡条件可得
!
tEσE!=2:tσ
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式中】tE:为节点椭《圆连接板板厚σE为!。椭圆连接板的—横向拉应《力;t为钢管—混凝土柱《钢管壁厚σ为钢管混!凝土柱钢管环向拉】应力当σE》=σ=fs时得【。
t【E=2t
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】 过此切点》椭圆连接板的横向】拉应力逐渐减少竖向!压应力逐《渐增加?在节:点中:部附近椭圆连接板】。板主要起传递轴向压!。力减少混凝土压应力!的作用
》