多工況載荷下鋼管混凝土格構(gòu)柱受力性能實測分析

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1、安徽建筑2014年第6期(總200期J多工況載荷下鋼管混凝土格構(gòu)桂受能AnalyzingLoad··BearingPerformancesofSteelTube--ConfinedConcreteColumnsinDifferentWorkingConditions戴永紅(南京金凌石化工程設(shè)計有限公司，江蘇南京210042)摘要：文章結(jié)合工程實例分析鋼管混凝土格構(gòu)柱在多種行車行走工鋼柱，下部為鋼管混凝土雙肢柱，鋼管材質(zhì)為Q235B級鋼，核況下的受力性能，采用通用有限元軟件建立鋼管混凝土格構(gòu)柱模型，心混凝土強度等級為C40。鋼管?昆凝土雙肢柱沿縱向以12m間分析

2、在各工況下的受力分配規(guī)律，并將模擬值和監(jiān)測值進(jìn)行對比分距等跨分布，橫向兩跨分布如圖1所示。析，得出數(shù)值模擬單元的選取、核心混凝土與鋼管豎向力分配比值以及綴條設(shè)置對雙肢柱整體傳力性能的影響等基本結(jié)論，為鋼管混凝土格構(gòu)柱的設(shè)計與施工提供借鑒。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土格構(gòu)柱；數(shù)值模擬；現(xiàn)場監(jiān)測；對比分析中圖分類號：TU528．59文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007—7359(2014)06—0127一O40前言圖1剖面圖結(jié)鋼管混凝土是指在鋼管內(nèi)充填混凝土而形成的由鋼管與構(gòu)核心混凝土協(xié)同承受外荷載作用的一種組合結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土2鋼管混凝土格構(gòu)柱受力實測方案設(shè)計格構(gòu)柱一般由圓鋼

3、管混凝土柱肢和空鋼管或型鋼綴件組成，截與面一般設(shè)計成雙軸對稱或單軸對稱。按柱肢數(shù)量可分為雙肢根據(jù)工程設(shè)計AB跨上布置有雙層吊車，BC跨上布置有2研柱、三肢柱、四肢柱和多肢柱。由于單肢鋼管混凝土在荷載的偏究臺單層吊車，本文選取具有代表性的中間一榀桁架的中柱下部應(yīng)心率或軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比較大時，單肢柱的鋼管和混凝土雙肢柱在吊車運行過程中受力情況作為研究對象。用難以達(dá)到有效組合，鋼管難以發(fā)揮對核心混凝土的約束作用，2．1行車行走多工況加載方案致使鋼管混凝土在軸壓下所具有的諸多優(yōu)勢都難以體現(xiàn)。在這根據(jù)中間鋼管混凝土格構(gòu)柱在吊車正常使用過程中豎向種情況下，采用由兩肢或

4、多肢鋼管混凝土柱肢通過綴件(或綴荷載作用下的受力情況，制定T8種工況下格構(gòu)柱的受力監(jiān)測條)連接而組成的格構(gòu)柱就可以避免上述缺點。鋼管混凝土格方案，分別是：構(gòu)柱因截面開展，所以慣性矩較大，能夠有效地降低了構(gòu)件的①AB跨、BC跨吊車均在中問柱縱向左右兩邊跨之外；長細(xì)比，而且因柱肢分布在構(gòu)件周圍。當(dāng)荷載或偏心率較大時，②BC跨150／30t吊車處于中柱沿縱向左邊跨且吊車第一組成格構(gòu)柱的柱肢以軸壓為主，仍然可以有效發(fā)揮鋼管混凝的個車輪正壓在肩梁上；諸多優(yōu)勢。這種格構(gòu)柱，目前在輸電線塔、風(fēng)力發(fā)電塔架、火車③BC跨吊車按方案②的位置不動，AB跨100／20t吊車駛站站臺柱

5、、單層和多層工業(yè)廠房、大跨度拱橋中應(yīng)用的比較多，入中柱沿縱向左邊跨且吊車第一個車輪正壓在肩梁上，260／75t將來有望在高層、超高層建筑的巨型框架結(jié)構(gòu)中得到卓有成效在中間柱縱向左右兩邊跨之外；的應(yīng)用。除此之外，鋼管混凝土柱因其獨特的造型，可增加其美④BC跨吊車按方案②的位置不動，AB跨100／20t吊車按觀性。目前，國內(nèi)外對這種格構(gòu)式鋼管混凝土柱的極限承載力方案③的位置不動，AB跨260／75t橋式吊車駛?cè)胫兄乜v向右試驗研究和理論研究工作開展的還比較少，在實體結(jié)構(gòu)上做試邊跨且吊車第一個車輪正壓在肩梁上；驗更是寥寥無幾l3l。本文結(jié)合重工程實例，對鋼管混凝土格

6、構(gòu)柱在⑤BC跨吊車按方案②的位置不動，AB跨100／20t吊車駛行車行走的不同_I二況下的鋼管混凝土雙肢柱的受力性能進(jìn)行離中間柱縱向左右兩邊跨，AB跨260／75t吊車按方案④的位置分析。不動；@AB跨吊車按方案④的位置不動，BC跨吊車駛離中間柱1工程概況縱向左右兩邊跨；安⑦AB跨260／75t吊車按方案⑥的位置不動，100／20t吊車合肥某集團公司重型機械裝配車間廠房由42根鋼管混凝駛離中間柱縱向左右兩邊跨；徽土格構(gòu)柱作為主體結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件，格構(gòu)柱上部為H型實腹式⑧AB跨260／75t吊車駛離中間柱縱向左右兩邊跨，AB跨建100／20t吊車駛?cè)胫兄乜v向左邊跨

7、且吊車第一個車輪正壓在筑肩梁上。收稿日期：2014-12—12作者簡介：戴永紅，女，江蘇南京人，學(xué)士，工程師。其中方案⑥行車位置如圖2所示。固2014年第6期(總200期)安徽建筑雖8種加載方案加載過程中的頻率表13監(jiān)測結(jié)果分析3．1柱肢鋼管縱向受力分析根據(jù)應(yīng)變計算公式計算后得到各種監(jiān)測方案下鋼管豎向應(yīng)變值和依據(jù)計算公式計算后得到各種監(jiān)測方案下鋼管豎向力，分別如表2、表3所示。各種監(jiān)測方案下鋼管豎向應(yīng)變(“8)表2圖2方案6行車位置＼————一l0805l／tIl0929結(jié)一l】I0850jI＼I{I10607I構(gòu)設(shè)計；3．2核心混凝土豎向受力分析與鋼管混凝土

8、格構(gòu)柱柱腳所受豎向力與核心混凝土所受豎