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 M!ises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=《。N,2=N?时
?
《
》
? 2 钢管混凝!土短柱轴《心受压的承载力【
,
N0=f!cAc(《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;
! : r!c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N0=fc】Ac(1+2—θ,)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=βf】c近似A*c=A】c
!
【 由式(4)(1】4)(?15)令N1—=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B—3(钢管混》。凝土斜柱交角35°!)
】 钢管混凝土柱!钢管φ2《99:-14?Q23?5钢C6《0混凝土《a=3?50
》
— A=?。0.07m2Ac=!0.0576m【2As=12—3cm2钢材实测】屈服强度fs—=,。270MP》a混凝土实测强【度C59.5f【ck=38.—。2M:P,。a
】 , 钢管混凝—土柱套箍系》数
?
短!柱承载力N0=0】.057《6×38《20:0×(1+》2×1.5)—=88?。0,0Kn?
,
— 实测N=7】500?Kn
《
,
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φ29—9-14Q235钢!C60混《凝土a=《200
! ? A=0.07m2!Ac=?。0.0576—m2As=1—23:。cm2钢材实测屈服!强度:fs=270MPa!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?8,00Kn
—
— 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
】
t?EσE=2》tσ
?
】 式中t《E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=f!s时得
【
tE=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
《