鋼-混凝土組合索塔壓彎性能試驗探究

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1、鋼-混凝土組合索塔壓彎性能試驗探究摘要：設(shè)計制作了2類共10個帶開孔板連接件的鋼-混凝土組合索塔模型試件，并進行軸壓和恒定軸力下往復(fù)荷載試驗。試驗展示了不同真實軸壓比下的2類試件承受往復(fù)荷載作用時的極限能力和破壞形態(tài)，結(jié)果表明：根據(jù)軸壓比的不同，所有試件破壞形態(tài)清楚的分為受壓破壞和受拉破壞2類，無軸力和過高的軸力都會明顯降低構(gòu)件在往復(fù)荷載下的力學(xué)性能；既作為連接件又作為加勁肋的開孔板能有效地限制受壓試件鋼板局部屈曲波長。最后，將試驗結(jié)果與按照規(guī)范計算得到的軸力-彎矩關(guān)系進行比較。關(guān)鍵詞：組合索塔；開孔板；往復(fù)荷載；局部屈曲；開裂；承

2、載能力中圖分類號：TU398；U448.27文獻標志碼：A文章編號：1674-4764（2012）02-0077-07ExperimentalAnalysisonBeam-columnBehaviorofSteel-concreteCompositePylonZENGYao,WUChong,ZHOUJia-xing(DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,P.R.China)Abstract:Tenspecimenswithperforatedrib

3、s,whichcanbedividedintotwoseries,weremadeto18observethebehaviorofsteel-concretecompositepylonunderaxialloadandcyclicloadrespectively.Theexperimentrevealstheultimatecapacityandfailuremodeoftwotypesofspecimensunderthecyclicloadwithdifferentactualaxialloadlevel.Furthermor

4、e,itcanbeconcludedfromtheresultsthatthefailuremodecanbedividedintotwotypes,thatiscompressionfailureandtensionfailure.Andthebehaviorofthosespecimensundercyclicloadisinfluencedsignificantlyunderhighaxialloadorwithoutaxialloadatall.Inaddition,perforatedribswillpreventthep

5、latesundercompressionfromoverallbucklingeffectivelybasedontheobservationthatthewavelengthofplateislimitedbetweentwoneighboringperforatedribs.Atlast,comparisonontheinteractionbehaviorsoftheaxialload(N)versusmoment(M)ismadebetweentheresultsofexperimentandcalculationaccor

6、dingtothecriteria.Keywords:compositepylon;perforatedribs;cyclicloads;localbuckling;cracking;bearingcapacity18鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)已經(jīng)在橋梁工程中廣泛使用，但大多應(yīng)用于以承受彎矩為主的組合梁，以充分發(fā)揮鋼材抗拉的性能。在日本和臺灣地區(qū)，有將作為壓彎構(gòu)件的鋼和普通鋼筋混凝土組合箱型柱作為橋墩應(yīng)用于橋梁工程［1］，其使用外層鋼板或內(nèi)外雙層鋼板來提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力［2-3］，這種形式的構(gòu)件在混凝土澆筑過程中，內(nèi)外鋼板同時也作為

7、施工模板，可節(jié)省施工時間和建設(shè)費用。為1992年世博會修建的阿拉米羅大橋索塔原先計劃為鋼筋混凝土構(gòu)件，由于需要配置的鋼筋過多以及索塔的橫截面外形復(fù)雜，后修改為具有外層鋼板的鋼-混凝土組合索塔以減少配筋和方便索塔造型；索塔橫截面內(nèi)設(shè)有圓形的空心部分，鋼板與混凝土之間采用圓柱頭焊釘和加勁肋作連接件。對于高達298m的昂船洲大橋索塔的上塔柱來說，由外層不銹鋼板和混凝土以及內(nèi)部鋼錨箱共同承受荷載，形成鋼-混凝土組合索塔，不銹鋼板與混凝土之間采用圓柱頭焊釘連接。鋼板屈曲是矩形截面鋼-混凝土組合柱的典型破壞形態(tài)之一。為了提高構(gòu)件整體承載能力，

8、有研究者使用不同的方法來提高矩形截面鋼-混凝土組合柱中鋼板構(gòu)件抵抗屈曲的能力，Ge18［4］、Tao［5-8］、Dabaon［9］、Zhang［10］和郭蘭慧［11］使用加勁肋；Tao［6］使用加勁肋、對拉棒和錨固棒等措施共同作用；N