论文部分内容阅读
圆钢管节点由多个钢管杆件通过焊缝连接到一起,有外形美观、形式简单、高强重比等优点,被广泛应用于工程结构中,比如海洋平台,高耸塔架等。若在主管内填混凝土则形成钢管混凝土结构,它能够极大地提高节点的极限承载力,因为内填混凝土能够限制主管发生局部变形;反过来钢管能够约束混凝土,避免混凝土过早被压碎。因此,主要在大跨桥梁结构以及高耸塔架中广泛应用。由于这些结构在使用过程中长期承受着风荷载、海浪荷载、地震荷载以及来回车辆的交变荷载作用,在节点相贯处产生会微小的疲劳裂纹。节点继续承载,则裂纹会继续扩展,用于承受荷载的净截面面积逐渐减小,应力集中现象越来越明显,裂纹扩展的速度会加快,最终导致结构的破坏。管节点中,裂纹会导致主支管相交处刚度降低,相应带裂纹管节点的静力承载力会有所减小。因此,有必要对含有初始疲劳裂纹的钢管混凝土节点进行静力性能研究,本文结合试验测试与有限元的方法,完成如下工作:1)对两个T型圆钢管混凝土节点相贯处焊缝周围的热点应力分布进行试验测试,得出应力集中系数分布曲线,确定出最大热点应力位置;2)对两个钢管混凝土节点试件进行疲劳试验,预制出疲劳裂纹;3)对无裂纹的钢管混凝土节点以及含有疲劳裂纹的钢管混凝土节点进行轴拉试验,得出各节点的荷载—位移曲线以及荷载—变形曲线,研究含裂纹钢管混凝土节点的残余静力强度;同时,在试验过程中,记录裂纹的深度以及裂纹张开位移,分析裂纹扩展;4)通过含有表面裂纹的钢管混凝土节点的静力试验数据分析,分析不同初始裂纹深度对节点极限承载力的影响;5)建立无裂纹钢管混凝土节点的有限元分析模型,对无裂纹的钢管混凝土节点进行了有限元模拟,并用试验结果验证了有限元模拟的准确性。