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矩形钢管混凝土桁架经常出现受拉节点的冲剪失效,承载力较低,为改善节点的受力性能,同时加强主管钢管与管内混凝土的共同作用,提出在桁架主管内设置PBL加劲肋的构造措施,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架。本文以这种新型结构为研究对象,进行了不同支主管宽度比、有无PBL加劲肋桁架的承载力试验,并进行了其主管及节点工作机理的分析,提出了 PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架的承载力计算方法。本文主要研究内容、方法和结论如下:(1)完成了 3个不同支主管宽度比的PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架的试验研究。试验结果表明,结构破坏位置均发生在受拉节点,节点破坏模式均为受拉主管钢管表面的冲剪破坏。随着支主管宽度比的增大,节点承载力提高,从而提高桁架整体承载力,减小了桁架整体变形能力。(2)完成了 PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架与普通矩形钢管混凝土桁架的对比试验研究。试验结果表明,两种桁架均发生受拉节点冲剪破坏,主管设置PBL加劲肋没有改变桁架的破坏模式。PBL加劲肋提高了受压主管的轴向刚度,延缓了钢管应变的非线性增长;增强受拉主管与核心混凝土的共同作用,并且阻止钢管的颈缩变形;大幅提高了受拉节点的极限承载力和刚度。桁架整体承载力提高了 47.3%,桁架整体变形减小了 1.5%。(3)利用试验验证的有限元模型进行了 PBL加劲型矩形钢管混凝土轴心受压、轴心受拉构件及节点的受力机理分析。对于轴心受压构件,PBL加劲肋增强了钢管与核心混凝土的共同作用,有效提高承载力和轴向刚度;对于轴心受拉构件,PBL加劲肋能够联合核心混凝土提高受拉钢管的抗拉承载力,开孔孔径和含钢率为影响轴心受拉构件的敏感参数,构件抗拉承载力随含钢率的增大而增大;对于受拉节点,由于PBL加劲肋及开孔处混凝土榫的抗剪能力,大幅提高了节点的抗冲剪承载力,同时减小节点变形,PBL加劲肋对受拉节点的影响范围约为2.5～3倍支管截面高度,开孔孔径及开孔间距为影响受拉节点的敏感参数,为避免应力叠加造成承载力降低,建议开孔孔径为加劲肋高度一半,开孔间距为2倍开孔孔径。(4)在试验研究及桁架工作机理分析基础上,提出了 PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架受压主管、受拉主管及节点承载力的计算方法。