多工况载荷下钢管混凝土格构柱受力性能实测分析

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1、安徽建筑2014年第6期(总200期J多工况载荷下钢管混凝土格构桂受能AnalyzingLoad··BearingPerformancesofSteelTube--ConfinedConcreteColumnsinDifferentWorkingConditions戴永红(南京金凌石化工程设计有限公司，江苏南京210042)摘要：文章结合工程实例分析钢管混凝土格构柱在多种行车行走工钢柱，下部为钢管混凝土双肢柱，钢管材质为Q235B级钢，核况下的受力性能，采用通用有限元软件建立钢管混凝土格构柱模型，心混凝土强度等级为C40。钢管?昆凝土双肢柱沿纵向以12m间分析

2、在各工况下的受力分配规律，并将模拟值和监测值进行对比分距等跨分布，横向两跨分布如图1所示。析，得出数值模拟单元的选取、核心混凝土与钢管竖向力分配比值以及缀条设置对双肢柱整体传力性能的影响等基本结论，为钢管混凝土格构柱的设计与施工提供借鉴。关键词：钢管混凝土格构柱；数值模拟；现场监测；对比分析中图分类号：TU528．59文献标识码：A文章编号：1007—7359(2014)06—0127一O40前言图1剖面图结钢管混凝土是指在钢管内充填混凝土而形成的由钢管与构核心混凝土协同承受外荷载作用的一种组合结构。钢管混凝土2钢管混凝土格构柱受力实测方案设计格构柱一般由圆钢

3、管混凝土柱肢和空钢管或型钢缀件组成，截与面一般设计成双轴对称或单轴对称。按柱肢数量可分为双肢根据工程设计AB跨上布置有双层吊车，BC跨上布置有2研柱、三肢柱、四肢柱和多肢柱。由于单肢钢管混凝土在荷载的偏究台单层吊车，本文选取具有代表性的中间一榀桁架的中柱下部应心率或轴心受压构件的长细比较大时，单肢柱的钢管和混凝土双肢柱在吊车运行过程中受力情况作为研究对象。用难以达到有效组合，钢管难以发挥对核心混凝土的约束作用，2．1行车行走多工况加载方案致使钢管混凝土在轴压下所具有的诸多优势都难以体现。在这根据中间钢管混凝土格构柱在吊车正常使用过程中竖向种情况下，采用由两肢或

4、多肢钢管混凝土柱肢通过缀件(或缀荷载作用下的受力情况，制定T8种工况下格构柱的受力监测条)连接而组成的格构柱就可以避免上述缺点。钢管混凝土格方案，分别是：构柱因截面开展，所以惯性矩较大，能够有效地降低了构件的①AB跨、BC跨吊车均在中问柱纵向左右两边跨之外；长细比，而且因柱肢分布在构件周围。当荷载或偏心率较大时，②BC跨150／30t吊车处于中柱沿纵向左边跨且吊车第一组成格构柱的柱肢以轴压为主，仍然可以有效发挥钢管混凝的个车轮正压在肩梁上；诸多优势。这种格构柱，目前在输电线塔、风力发电塔架、火车③BC跨吊车按方案②的位置不动，AB跨100／20t吊车驶站站台柱

5、、单层和多层工业厂房、大跨度拱桥中应用的比较多，入中柱沿纵向左边跨且吊车第一个车轮正压在肩梁上，260／75t将来有望在高层、超高层建筑的巨型框架结构中得到卓有成效在中间柱纵向左右两边跨之外；的应用。除此之外，钢管混凝土柱因其独特的造型，可增加其美④BC跨吊车按方案②的位置不动，AB跨100／20t吊车按观性。目前，国内外对这种格构式钢管混凝土柱的极限承载力方案③的位置不动，AB跨260／75t桥式吊车驶入中柱沿纵向右试验研究和理论研究工作开展的还比较少，在实体结构上做试边跨且吊车第一个车轮正压在肩梁上；验更是寥寥无几l3l。本文结合重工程实例，对钢管混凝土格

6、构柱在⑤BC跨吊车按方案②的位置不动，AB跨100／20t吊车驶行车行走的不同_I二况下的钢管混凝土双肢柱的受力性能进行离中间柱纵向左右两边跨，AB跨260／75t吊车按方案④的位置分析。不动；@AB跨吊车按方案④的位置不动，BC跨吊车驶离中间柱1工程概况纵向左右两边跨；安⑦AB跨260／75t吊车按方案⑥的位置不动，100／20t吊车合肥某集团公司重型机械装配车间厂房由42根钢管混凝驶离中间柱纵向左右两边跨；徽土格构柱作为主体结构承重构件，格构柱上部为H型实腹式⑧AB跨260／75t吊车驶离中间柱纵向左右两边跨，AB跨建100／20t吊车驶入中柱沿纵向左边跨

7、且吊车第一个车轮正压在筑肩梁上。收稿日期：2014-12—12作者简介：戴永红，女，江苏南京人，学士，工程师。其中方案⑥行车位置如图2所示。固2014年第6期(总200期)安徽建筑虽8种加载方案加载过程中的频率表13监测结果分析3．1柱肢钢管纵向受力分析根据应变计算公式计算后得到各种监测方案下钢管竖向应变值和依据计算公式计算后得到各种监测方案下钢管竖向力，分别如表2、表3所示。各种监测方案下钢管竖向应变(“8)表2图2方案6行车位置＼————一l0805l／tIl0929结一l】I0850jI＼I{I10607I构设计；3．2核心混凝土竖向受力分析与钢管混凝土

8、格构柱柱脚所受竖向力与核心混凝土所受竖