钢管混凝土节点承载力计算方法

摘要

钢管混凝土桁式结构广泛应用于桥梁工程中。为探明钢管混凝土节点的破坏机理，得到其承载力计算方法，系统汇总了国内外报道的圆形和矩形钢管混凝土节点试验数据，并根据节点形状和支管受力形式，分为139个受压节点、16个受拉节点和38个K型节点，分析主管内填混凝土对节点构造、破坏模式和承载力的改善，提出钢管混凝土节点设计流程和承载力计算方法。研究结果表明：在满足节点构造和焊接要求前提下，主管表面钢板层状撕裂破坏、焊缝破坏和受拉支管背面主管顶板局部屈曲破坏可以有效避免。对于受压节点，空钢管节点可能发生主管侧壁屈曲或表面屈服线破坏，而主管内填混凝土后，其破坏模式变为横向局部承压破坏，承载力平均提高8.3倍，不需要进行受压节点验算；对于受拉节点，管内混凝土能提高节点受拉刚度，破坏模式趋于主管表面冲剪破坏；对于K型节点，承载力以受拉支管控制，主要发生主管表面冲剪破坏，其强度与支管有效宽度破坏相当，即实现节点和钢管杆件等强设计，此外，考虑主管混凝土抗剪贡献后，主管抗剪承载力提高1.1～1.3倍；提出了钢管混凝土节点设计流程，并给出其节点承载力计算方法，圆形和矩形钢管混凝土节点均以受拉支管控制，需进行主管表面冲剪破坏和支管有效宽度破坏验算，同时，矩形钢管混凝土节点还需进行主管间隙处剪切破坏验算。