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 》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
!
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*
《
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《
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—
》
,
《 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
N】0=f?c,。Ac:(,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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! : : l0计《算长度?。;
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》 ? 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【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
!
—
,
在节!点处取f*c=βf!c近似A*c—=Ac
—
】
:。 由式(4)(!14)(15)【令N1?=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°)
》
?
钢管】混凝土柱钢管φ2】99-14Q23】5钢C60混凝【土a=350
【。
《
A=【0.07m2Ac=!0.0576m【2As=12—3cm?2,。钢材:实测:屈,服强度?。fs=270—MPa混凝土实测】强度:C59.5f—ck=3《8.2MPa
【
【 , 钢管混凝土柱【套箍系数
》
!短柱承载力N0【=0.05》76×38200】×,(1+2×》1.5)=》8800Kn
【
?
《 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19.5m】m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φ299-14Q!235钢C60【混凝土a《=200
】
—。A=0.07—m2A?c=0?.,0576m2As】=123《cm2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
》
【 N0=0.05!76×3《820?0×:(1+2×1—.5)=88—。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
《
tEσE!=2t?σ
! 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
【
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—
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