薄壁圆钢管混凝土K型、KK型相贯节点力学性能研究及有限元分析.pdfVIP

浙江大学硕士学位论文摘要

摘要

钢管混凝土具有钢和混凝土结构两者的良好特性，在高楼、大跨越工程等建筑中得

到普遍使用，很大程度上节省了经济开支。在此结构中，两者均能发挥各自性能，钢管

对内部混凝土的束缚加强了混凝土受压性能，混凝土也限制了钢管的局部屈曲。我国特

高压输电工程因其良好的经济效应被广泛使用，这使得薄壁钢管混凝土结构应用前景广

阔，其中这类结构中节点一般采用相贯焊接。但是这方面的规范并没有形成完善的体系，

对此进行研究十分必要。本文主要针对薄壁圆钢管混凝土K、KK型相贯节点极限承载

力和计算公式进行研究：

（1）通过缩小实际工程比例尺寸得到试验的薄壁圆钢管混凝土K、KK型相贯节点，

开展支管轴向拉压的静力试验，研究了K型、KK型相贯节点的极限承载力、破坏形式

与失效原理。将试验数据与GB50017规范和AISC360-10规范针对相贯节点公式的运算

数据作出比较，得出规范计算的承载力均明显偏低。将试验数据同Y节点公式计算比较

得出两者数据基本符合，说明该公式可以用来计算K、KK型相贯节点的极限承载力。

（2）利用ABAQUS软件建立K、KK型相贯节点有限元模型，将有限元模拟相贯

节点的极限承载力、荷载位移曲线、破坏形式等与试验结果进行对比，发现符合较好。

通过采用试验、有限元以及理论分析相结合的方法，分析了KK型节点较K型节点承载

力低的原因。

（3）利用ABAQUS软件进行K型和KK型相贯节点有限元参数分析，通过改变几

何参数β、γ、τ、θ、e，研究钢管混凝土K型和KK型相贯节点的极限承载力和破坏形

式，并且绘制了参数变化对极限承载力的影响曲线图，验证了Y型节点冲剪极限承载力

公式能够适用于钢管混凝土K型相贯节点极限承载力的计算。几何参数对KK型相贯节

点极限承载力的影响与K型相贯节点基本一致，KK型相贯节点与K型相贯节点极限承

载力的比值差别较大，比值μ与几何参数β和γ有关，并给出圆钢管混凝土KK型相贯

KK

节点冲剪极限承载力公式。

关键词：钢管混凝土；K型节点；KK型节点；相贯节点；冲剪破坏；承载力；计算公

式；参数分析

III

浙江大学硕士学位论文Abstract

Abstract

Concrete-filledsteeltubeshavegoodcharacteristicsofbothsteelandconcretestructures,

andarewidelyusedinhigh-risebuildings,large-spanprojectsandotherbuildings,which

greatlysaveseconomicexpenses.Inthisstructure,bothcanexerttheirrespective

performances.Thebindingofthesteeltubetotheinternalconcretestrengthensthe

compressionperformanceoftheconcrete,andtheconcretealsolimitsthelocalbucklingof

thesteeltube.TheUHVtransmissionprojectinChinaiswidelyusedbecauseofitsgood

economiceffect,whichmakesthethin-walledconcrete-fiilledsteeltubestructurehavebroad

applicationprospects,andthejointsinsuchstructur