帶疲勞裂紋鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的靜力性能研究.pdf

1、圓鋼管節(jié)點(diǎn)由多個(gè)鋼管桿件通過(guò)焊縫連接到一起,有外形美觀、形式簡(jiǎn)單、高強(qiáng)重比等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中,比如海洋平臺(tái),高聳塔架等。若在主管內(nèi)填混凝土則形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu),它能夠極大地提高節(jié)點(diǎn)的極限承載力,因?yàn)閮?nèi)填混凝土能夠限制主管發(fā)生局部變形;反過(guò)來(lái)鋼管能夠約束混凝土,避免混凝土過(guò)早被壓碎。因此,主要在大跨橋梁結(jié)構(gòu)以及高聳塔架中廣泛應(yīng)用。由于這些結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中長(zhǎng)期承受著風(fēng)荷載、海浪荷載、地震荷載以及來(lái)回車輛的交變荷載作用,在節(jié)點(diǎn)相貫

2、處產(chǎn)生會(huì)微小的疲勞裂紋。節(jié)點(diǎn)繼續(xù)承載,則裂紋會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展,用于承受荷載的凈截面面積逐漸減小,應(yīng)力集中現(xiàn)象越來(lái)越明顯,裂紋擴(kuò)展的速度會(huì)加快,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。
　　管節(jié)點(diǎn)中,裂紋會(huì)導(dǎo)致主支管相交處剛度降低,相應(yīng)帶裂紋管節(jié)點(diǎn)的靜力承載力會(huì)有所減小。因此,有必要對(duì)含有初始疲勞裂紋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行靜力性能研究,本文結(jié)合試驗(yàn)測(cè)試與有限元的方法,完成如下工作:
　　1)對(duì)兩個(gè)T型圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)相貫處焊縫周圍的熱點(diǎn)應(yīng)力分布進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)

3、試,得出應(yīng)力集中系數(shù)分布曲線,確定出最大熱點(diǎn)應(yīng)力位置;
　　2)對(duì)兩個(gè)鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn),預(yù)制出疲勞裂紋;
　　3)對(duì)無(wú)裂紋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)以及含有疲勞裂紋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軸拉試驗(yàn),得出各節(jié)點(diǎn)的荷載—位移曲線以及荷載—變形曲線,研究含裂紋鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的殘余靜力強(qiáng)度;同時(shí),在試驗(yàn)過(guò)程中,記錄裂紋的深度以及裂紋張開位移,分析裂紋擴(kuò)展;
　　4)通過(guò)含有表面裂紋的鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的靜力試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,分析不同初