结合筒仓结构的特点，设计一种适用于筒仓的钢管混凝土节点型式，对节点传力机理和力学性能 进行分析，提出了此节点的初步设计(计算)方法 ，为工程设计人员在实际应用中指 出思路和提供参考。并采用通 用有限元软件 ANSYS对节点进行非线性有限元分析，验证所建议节点的承载力。 【关键词】 筒仓；钢管混凝土柱 ；节点；有限元分析 【中图分类号l TU375 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2011)03—0083—02 钢管混凝土结构 具有 良好 的抗震 性 ，在工 程 中的 应 用 日益广泛 ，但对钢 管混凝 土结构在 筒仓 中的应 用 研究基本没有…。本文设计一种适用于筒仓的钢管 混凝 土节点型式 ，，并对节点进 行非线性有 限元 分析。 1 钢管混凝 土柱 与简仓 下环梁节点设计 文献[1]、[2]总结了钢管混凝土结构节点设计原 则 。本 文所设计钢管混凝土柱与筒仓下环梁 连接节点 如 图 1所 示。环梁水平钢筋 简仓钢筋混凝土下环梁 图1 钢管混凝土柱与简仓下环梁节点图 1．1 节点 传力机 理和内力分配 从结构空间分析计 算可知 ，钢管 混凝 土柱顶 端 与 下 环梁连接处有轴力 Ⅳ、弯矩 、剪力 等多 种复杂内 力 。柱端两侧筒仓下环 梁梁端 弯矩 在节点 处 自平衡 ， 钢 管混凝 土柱受到竖 向轴压力 、地震作 用 时水平 剪力 以及 柱端弯矩 ；由环形顶 板承担 梁端剪 力并 增强 钢管 与核心 混凝土的共 同受 力能力 ，必要 时在 环形 顶板 下部设 加劲肋提高承担梁端剪力能力 。 1．2 节点设计计算 根据 钢管柱顶的各种 内力 ，按 等截 面普 通钢 筋混 凝 土压 弯构件计算 出所 需纵 向钢筋 ，钢 筋下 部插入 钢 管柱核心混凝土中，上部伸人下环梁中锚固，并配置箍 筋形成钢筋笼 (图 1)。为改善节 点处下环梁底部 的局 部承压 ，在 钢管顶端焊 接一个直径 qb20钢 筋箍 以提高 钢管端部 在各种 作用力 下的抗 撕裂能力 。环板与钢管 焊接 ，焊缝强度按混凝土全部局压力 (A环· )计算， A环是环板面积 ， 是下环梁混凝土抗压强 度设 计值。 (1) 环形顶板计算 。考虑下环梁 混凝土局 部承 压，将钢管面积换算为梁中混凝土承压面积 ，所换算面 积即为环形顶板面积A环=AZ／fo，A 为钢管面积， 为钢管抗压强度设计值。 环求出后，对下环梁中混凝 土局部承压承载力进行验算。局部受压区的截面尺寸 应符 合 Ⅳ≤1．35flcfltf,A 要求 ，混凝 土强 度影 响 系数 卢 取 1．0，卢 =(A／A )。为混凝 土局部受压 时的强度 提高系数 ，A。=A．=盯D ／4为混凝 土 局部 受 压净 面 积，A。．为混凝土局部受压面积。其中D外为环板外径。 局部受压计算底面积Ab=3[3刀 外／2一arccos(6／ 3D外)D外+bsin(arccos(b／3D外))]／2。 (2) 插筋计算。按等截面普通钢筋混凝土压弯 构件(对称配筋 A。：A)计算出所需纵向插筋。设普 通钢筋混凝土 柱截面长和宽 为 6、h(b=h)，则 由 b·h =7rD／4计算得 b：h=D 仃／2，D为钢管外径。配筋 计算有 2种情况 ：①经计算如 为小偏心受压柱 ，根据文 献 [4]中公式 (7．3．4—7)和公式 (7．3。4—8)计算 配置 插筋 和箍筋 。柱斜 截面受剪承载力 尚应 符合 文献 [4] 中公 式 (7．5．12)规 定。 当 N >0．3foA 时 ，取 N ： 0．3f~A。如符合文献[4]公式(7．5．13)规定，则可不进 行斜截面受剪承载力计算，仅按规范构造要求配置箍 筋 。②经计算 如为大偏 心 受压 柱 ，采 用文 献 [4]中公 式(7．3．4—1)和公式(7．3．4—2)计算。柱受剪截面 及斜截面受剪 承载力按文献 [4]中公 式(7．5．12)、 (7．5．13)计 算。插 筋在 钢 管柱 内和 环梁 中的锚 固长 度按文献 [4]确定 。 2 节 点非线性有 限元分析 2．1 非 线性有限元模 型建立 混凝 土和钢管采 用 ANSYS单元 库中的 8节点 Solid45单元 ，每个节 点有 、y、z向 3个 自由度 。钢 筋采用 2节点 LINK8单元 ，每个节点有 、y、z向 3个 自由度 。钢管 、钢 筋 与混 凝 土之 间假定 为 完全 粘 结 。 材料特性选各 向同性 材料 ，弹性模量 和泊松 比是基 本

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