钢管混凝土柱斜向平面相贯节点试验分析

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发布时间：2021-09-12

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钢管混凝土柱斜向平面相贯节点试验分析
唐嘉敏
(华南理工大学建筑设计研究院。广州51 0640)
【摘要】钢一混凝土组合结构逐渐成为了继砖石结构、混凝土结构和钢结构之后的第四种结构形式。而
钢管混凝土构件之间的连接问题，即钢管混凝土节点的计算方法与构造措施是其结构设计中的重要问题之一。
钢管混凝土柱斜向相贯节点是一种新型的钢管混凝土节点，在现有的理论及工程经验中尚无针对该种节点的深
入研究。本文将通过缩尺模型试验，对钢管混凝土斜向相贯节点的受力性能、破坏形态以及承载能力等方面进行
研究分析，为钢管混凝土柱斜向相贯节点在工程中的应用提供实验依据。
【关键词】节点；钢管混凝土柱；斜向平面相贯；试验研究
【中图分类号】TU375．3 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012)o9—0073一o3
由于钢管混凝土具有优异的工作性能，从发明至今，其
在土木工程中的应用已有百年历史。近十几年，对钢管混
凝土的研究着重于其动力性能、采用高强钢材和高强混凝
土的构件的力学性能、在长期荷载作用下的力学性能等
方面。
当前，我国已成为在工程中应用钢管混凝土最多最广
的国家，而现代钢管混凝土结构技术自身也在工程实践中
得到了新的发展。
1 节点试验设计
(1) 试件设计。由于试验目的不同，本期试验试件为
平面节点试件(即无考虑节点平面外角度)。在综合考虑了
尺寸效应的干扰、实验室加载能力以及试验设备等因素后。
本期试件的几何缩尺比例取为1：5．5，各部分构件均按几何
相似关系缩小。试件编号见表1，试件具体构造见图1。
(2) 试件制作。试件各部件的用料见表2。试件的整
体钢管制作在钢结构加工厂内完成，测定钢材的强度指标
后，运至华南理工大学结构试验室进行内部混凝土的浇筑。
经测定，20#钢材的屈服强度为271．25MPa，极限强度为
448．75MPa，伸长率为27．5％，C60混凝土的实测抗压强度
为59．5MPa。
(3) 加载方案。试验在华南理工大学土木工程系结
构实验室进行。由于相贯节点需要在一定角度的两个方向
上分别施加最大值为10000kN的压力，所以，一期节点试验
专门设计了钢结构自平衡加载装置，节点试件水平放置于
梁体测得的徐变系数曲线的变化趋势更加接近，尤其是随
着混凝土徐变的发生，两者发展曲线接近重合。
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图6 修正后徐变系数与试验梁徐变系数对比图
4 结语
本文分析了预应力混凝土梁的弹性反拱和徐变反拱。
并将实测弹性反拱值和理论模拟值进行对比分析，得出40m
跨径箱梁的弹性反拱度值主要在4～6mm之间变化，其平均
反拱值为4．855mm。与理论计算值相差较小，可以作为参
考数据采用。
通过对混凝土箱梁的跟踪测量，采集了共计90d的徐变
反拱挠度的数据，将由这些数据推算的徐变系数与公式
(3)、(6)规定的徐变系数值进行对比。得出由徐变反拱实
地测量值计算的徐变系数与上述两种规定方法下的徐变系
数值发展趋势一致，但由于实际工程中所处的时期为雨季，
环境的平均相对湿度较大，使实际的徐变系数小于理论徐
变系数。并得出了徐变系数的修正计算式，可以为牡丹江
地区7～9月同类桥梁的施工设计提供参考。
参考文献
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