鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點力學性能有限元研究.pdf

1、鋼管混凝土K形節(jié)點是鋼管混凝土拱橋的重要傳力節(jié)點，理解和掌握節(jié)點的受力性能和破壞模式，有助于深化對鋼管混凝土拱橋的認識和研究。本文根據(jù)節(jié)點的受力情況，主管受一定軸壓力水平下，兩支管分別受軸壓和軸拉力，通過理論分析和有限元數(shù)值模擬分析對節(jié)點受力性能和破壞模式進行研究，主要的工作和結(jié)論為:
　　(1)研究鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點有限元基本理論，選擇合理的鋼管和混凝土本構(gòu)關(guān)系，提出合理有效的節(jié)點有限元建模方法，并對文獻中的節(jié)點的構(gòu)件進行有

2、限元分析，通過與試驗結(jié)果進行對比，分析得出文中的節(jié)點有限元建模方法是科學合理的。
　　(2)對鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點和空鋼管K形節(jié)點的荷載-位移曲線對比分析，研究節(jié)點的受力機理，主管有無混凝土有效的約束和支撐主管大大提高了節(jié)點的承載力和剛度;分析了節(jié)點荷載-位移關(guān)系曲線的特征，總體上可分為彈性階段、彈塑性階段和破壞階段三個階段，并探討了這三個階段節(jié)點的應力分布情況，得出節(jié)點的破壞模式:節(jié)點發(fā)生受壓支管接頭支管局部屈曲的破壞和節(jié)點發(fā)

3、生受拉支管接頭處主管扯裂的破壞。
　　(3)通過ANSYS有限元建立構(gòu)造參數(shù)不同的鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點模型，進行數(shù)值模擬分析，節(jié)點構(gòu)造參數(shù)包括:支管徑厚比γ、主管徑厚比κ、支管與主管外徑比w、支管與主管壁厚比τ、支管與主管軸線夾角θ、兩支管間隙g、核心混凝土等級、主管軸壓力水平n以及節(jié)點尺寸縮放系數(shù)ζ等，并對各設(shè)計參數(shù)取值作出規(guī)定。通過研究分析得出:支管與主管幾何尺寸是影響節(jié)點極限承載力的主要因素，其他因素不同程度影響節(jié)點極限承