,
附录E 】钢管混凝土》。斜交网格筒节点【设,计,方法
】
,
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
【
《 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 Mi!ses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
】
E.0.2 】对照计算简图—E.0.1-2该】计算式推导过程【如下
《
1! 作用于破坏面】上的轴力N*
!
【。。。
】。
?。
,
》
— 当N?1,=N2=N》时
】
》 2 【钢管混凝土短柱轴】心受:压的承?载力
【
N0=f》cAc(1+2【θ) ! (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—;
:
【
?。
—
—
》
,
:
?。
—
》 : 《 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=》f,cAc(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
—
:
:
—
?。
《 ? 在节点处取f*c!=βfc近似A*c!=Ac
—
:
—
由式(4!。)(:14)(15)令N!。1=N2=N—
【
?
!
》 :。 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°)!。
! 钢管混凝土柱钢管!φ299-》14Q23》5钢:C60混凝》土a=3《50
》
A=!0.07m》2Ac=0.0【5,76m2As=1】23cm2钢材实测!屈服强度fs=【2,70MPa》混凝土实测强—度C59.5fck!=38.2MP【a
?
钢!管,混凝土柱《套箍:系数
—
》 短柱承载力N【0=0.05—76×38200】×(:1+2×1.5【)=:8800K》n
】 实《测,N,=7500Kn
!。
》 ?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19.5mm但】。实际:试件节点钢管—。壁厚为14m—m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!φ299-14Q2!35:钢C60混凝土a=!200
《。
【 A=0.07m!2Ac?=0.057—6m2As=—。123cm2钢材】实测屈服强度fs】=270MP—a,混凝土实测强度C5!9.:。5fck=38.2!MPa?
】 钢管混凝土柱】套箍:系数
?
】 短柱承《载力
—
N0】。=0.0576×】38:。200×(1—。+2×1.5)=8!800Kn
【
:
:。 实测N=】。7250Kn
【
— : 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=】2tσ
—
? 式中—。。。tE为?。节,点椭圆连接板板厚σ!E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
【
【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《
: