鋼管混凝土雙肢柱肩梁受力性能與設(shè)計方法研究.pdf

1、在大型工業(yè)廠房設(shè)計中，鋼管混凝土雙肢柱因其突出的承載力、變形和延性性能得到廣泛應(yīng)用，其構(gòu)件型式、構(gòu)造措施在實際中也不斷得到改進(jìn)。近年調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，鋼管混凝土般肢柱的肩梁與吊車梁連接部位出現(xiàn)了嚴(yán)重缺陷，對廠房正常使用和生產(chǎn)造成不利影響。為克服肩梁與吊車梁連接方式上的缺陷以及滿足大跨度、重載廠房的需求，兩種帶有新型肩梁的鋼管混凝土雙肢柱得到了應(yīng)用，其肩梁分別為單腹板改進(jìn)型和雙腹板兩種形式。由于應(yīng)用時間不長，目前這兩種肩粱的受力性能和破壞機

2、理尚不明確，其承載力也無成熟的計算方法。因此，研究這兩種新型鋼管混凝土雙勝柱肩梁的受力性能和設(shè)計方法，對于完菁鋼管混凝土柱的設(shè)計理論，推廣鋼管混凝土柱廠房的應(yīng)用具有重要的理論意義和實用價值。
　　 論文以寶鋼大型工業(yè)廠房中新型鋼管混凝土烈肢柱為研究對象，通過上程調(diào)查、試驗研究和理論分析，系統(tǒng)研究了鋼管混凝土雙肢柱中單腹板改進(jìn)型肩梁和雙腹板肩梁的受力性能和破壞模式，分析了肩粱剛度對廠房受力的影響規(guī)律，提出了鋼管混凝土取勝柱肩梁的實

3、用設(shè)計方法。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1.現(xiàn)場調(diào)查了近300根新型鋼管混凝土柱的肩梁形式和使用狀況；選擇邊柱與中柱、單腹板與雙腹板四種形式的肩粱作為原型構(gòu)件，對其設(shè)計資料和實際狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和檢測，為后期的試驗研究和理論分析提供了第一手的原始數(shù)據(jù)。
　　 2.根據(jù)肩梁原型構(gòu)件設(shè)計制作了八根肩梁試件，并進(jìn)行，靜力加載試驗，研宄了肩梁在整個受力過程巾的變形規(guī)律、應(yīng)力分布特點及破壞模式。試驗結(jié)果表明，肩梁承載力與腹板剪應(yīng)變密

4、切相關(guān)；肩梁的破壞模式以肩梁受壓側(cè)腹板在剪應(yīng)力作用下的整體屈曲為土，同時伴隨上柱根部與肩梁上翼緣受壓區(qū)域的局部屈服。其中，雙腹板肩梁的腹板因存在內(nèi)力分配小均衡現(xiàn)象而呈現(xiàn)單側(cè)腹板首先屈曲的破壞模式。
　　 3.建立有限元模型，對肩梁試件的受力性能進(jìn)行了計算分析。其分析結(jié)果與試驗結(jié)果基本吻合，從而驗證了肩梁有限元模型的合理性。利用該分析模型，對四種典型的肩梁原型構(gòu)件進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元分析，揭示了肩梁形式、肩梁高跨比、肩梁腹板厚度等因

5、素對承載力的影響。同時分析發(fā)現(xiàn)，雙腹板肩梁原型構(gòu)件具有較高的安全儲各。利用肩梁原型構(gòu)件的參數(shù)分析結(jié)果，按照肩梁破壞模式提出了鋼管混凝土雙肢柱的實用肩梁設(shè)計公式以及構(gòu)造要求。相對于目前型鋼柱肩梁的設(shè)計方法，該設(shè)計公式能更合理地反映鋼管混凝土雙肢柱新型肩梁的承載力，更好地控制新型肩粱設(shè)計的可靠性。
　　 4.通過對鋼管混凝土柱典型排架的計算分析，系統(tǒng)研究了上柱與下柱高度比、肩梁高跨比、肩梁與上柱線剛度比等因素對柱側(cè)移剛度、廠房位移、