钢-混凝土组合索塔压弯性能试验探究

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1、钢-混凝土组合索塔压弯性能试验探究摘要：设计制作了2类共10个带开孔板连接件的钢-混凝土组合索塔模型试件，并进行轴压和恒定轴力下往复荷载试验。试验展示了不同真实轴压比下的2类试件承受往复荷载作用时的极限能力和破坏形态，结果表明：根据轴压比的不同，所有试件破坏形态清楚的分为受压破坏和受拉破坏2类，无轴力和过高的轴力都会明显降低构件在往复荷载下的力学性能；既作为连接件又作为加劲肋的开孔板能有效地限制受压试件钢板局部屈曲波长。最后，将试验结果与按照规范计算得到的轴力-弯矩关系进行比较。关键词：组合索塔；开孔板；往复荷载；局部屈曲；开裂；承

2、载能力中图分类号：TU398；U448.27文献标志码：A文章编号：1674-4764（2012）02-0077-07ExperimentalAnalysisonBeam-columnBehaviorofSteel-concreteCompositePylonZENGYao,WUChong,ZHOUJia-xing(DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,P.R.China)Abstract:Tenspecimenswithperforatedrib

3、s,whichcanbedividedintotwoseries,weremadeto18observethebehaviorofsteel-concretecompositepylonunderaxialloadandcyclicloadrespectively.Theexperimentrevealstheultimatecapacityandfailuremodeoftwotypesofspecimensunderthecyclicloadwithdifferentactualaxialloadlevel.Furthermor

4、e,itcanbeconcludedfromtheresultsthatthefailuremodecanbedividedintotwotypes,thatiscompressionfailureandtensionfailure.Andthebehaviorofthosespecimensundercyclicloadisinfluencedsignificantlyunderhighaxialloadorwithoutaxialloadatall.Inaddition,perforatedribswillpreventthep

5、latesundercompressionfromoverallbucklingeffectivelybasedontheobservationthatthewavelengthofplateislimitedbetweentwoneighboringperforatedribs.Atlast,comparisonontheinteractionbehaviorsoftheaxialload(N)versusmoment(M)ismadebetweentheresultsofexperimentandcalculationaccor

6、dingtothecriteria.Keywords:compositepylon;perforatedribs;cyclicloads;localbuckling;cracking;bearingcapacity18钢与混凝土组合结构已经在桥梁工程中广泛使用，但大多应用于以承受弯矩为主的组合梁，以充分发挥钢材抗拉的性能。在日本和台湾地区，有将作为压弯构件的钢和普通钢筋混凝土组合箱型柱作为桥墩应用于桥梁工程［1］，其使用外层钢板或内外双层钢板来提高结构的整体承载能力［2-3］，这种形式的构件在混凝土浇筑过程中，内外钢板同时也作为

7、施工模板，可节省施工时间和建设费用。为1992年世博会修建的阿拉米罗大桥索塔原先计划为钢筋混凝土构件，由于需要配置的钢筋过多以及索塔的横截面外形复杂，后修改为具有外层钢板的钢-混凝土组合索塔以减少配筋和方便索塔造型；索塔横截面内设有圆形的空心部分，钢板与混凝土之间采用圆柱头焊钉和加劲肋作连接件。对于高达298m的昂船洲大桥索塔的上塔柱来说，由外层不锈钢板和混凝土以及内部钢锚箱共同承受荷载，形成钢-混凝土组合索塔，不锈钢板与混凝土之间采用圆柱头焊钉连接。钢板屈曲是矩形截面钢-混凝土组合柱的典型破坏形态之一。为了提高构件整体承载能力，

8、有研究者使用不同的方法来提高矩形截面钢-混凝土组合柱中钢板构件抵抗屈曲的能力，Ge18［4］、Tao［5-8］、Dabaon［9］、Zhang［10］和郭兰慧［11］使用加劲肋；Tao［6］使用加劲肋、对拉棒和锚固棒等措施共同作用；N