《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《N1=N2=—N时
《
》
?
2 !钢管混凝土短柱【轴心受压的承载【力
:
《
N0?=fcAc(—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;
【
,
?
《
:
,
》
《
】
?
—
—。 l】0,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》eo=M/N;节点!。设计中取钢》管混凝土《短柱轴心受压的承】载力N?0=fcAc(【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)(1》5,)令N1=N—。2=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φ2《99-14Q23】5钢C60混—凝土a=350【。
?
— A=0.07m2!Ac=0《.05?76m2As=【123c《m2钢材实测屈【服强度fs=2【。70MPa混凝土实!测强度C59.【。5,fck=38.2M!Pa
! 钢管混凝土柱!套箍系数
】
,
《 短柱承载力—N,0=0.0576×!3,82:00×(1+—2×1.《5):=8800Kn
】
!。。实测N=750【0K: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【19.5《mm但实际试件节点!钢管壁厚为14【mm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:B,1(钢管混凝土斜柱!交角20°)
】。
钢!管混凝土柱钢管φ2!99-14Q23】5钢C60混凝【土a=200
!。
【A=0.《07m2Ac=【0.05《76m2As=【1,23cm《2钢材?实测:屈服强度fs=2】70MPa混凝土实!测强度?C,59.5《fck=38.2M!Pa
》
《 钢管混凝土】柱,套箍系?数,
! 短柱承载力—
,
【 N0=0.0】5,76×3《8200×(1+】。2×1.5)=88!00Kn
【。
— 实测N=72【50Kn
》
【 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
》