鋼管混凝土桁架節點力學性能與設計方法研究

《鋼管混凝土桁架節點力學性能與設計方法研究》是依託華僑大學，由陳譽擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鋼管混凝土桁架節點力學性能與設計方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳譽
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

鋼管（圓管和方矩管）混凝土是大跨度橋樑、桁架結構中套用的構件型式。本項目以相貫式鋼管混凝土桁架節點為對象，以實驗和有限元分析為主要手段，研究影響鋼管混凝土桁架節點剛度的幾何特徵參數和性能表達參數，構建節點剛度的參數化模型，並基於考慮半剛性效應的鋼管混凝土桁架結構整體分析，建立可供工程設計套用的節點剛度計算公式。針對若干種幾何型式節點，在建築結構中引入計及彎矩作用的極限承載力公式。研究鋼管混凝土桁架節點在地震荷載作用下的失效機理和滯回性能，構建節點滯回模型；提出考慮節點剛度的鋼管混凝土桁架節點設計方法。本項目對相貫式鋼管混凝土桁架節點滯回性能的研究以及基於結構整體性能的剛度評定準則和設計指南的建立，是本領域中新的探索。

結題摘要

以相貫式鋼管混凝土桁架節點為對象，研究影響節點極限承載力的幾何特徵參數和性能表達參數，構建節點極限承載力的參數化模型，建立可供工程設計套用的節點極限承載力計算公式；針對建築結構中節點的幾何型式與參數範圍建立彈性和非彈性兩階段剛度公式；根據節點半剛性特點提出多種荷載工況下的極限承載力相關公式；將考慮節點剛度和承載力特性的計算模組引入鋼管混凝土桁架結構靜力計算和非線性數值分析中，基於結構整體行為提出考慮節點剛度的鋼管混凝土桁架節點設計建議。在研究和確定典型結構體系和典型節點形式的基礎上，通過較為精細的工程尺度試件實驗和經過評估的有限元模型分析，對典型的相貫式鋼管混凝土桁架節點進行彈性-非彈性階段的剛度、承載力以及滯回特性的研究。將節點性能的研究與結構整體行為的分析緊密聯繫，主要通過計算分析的手段進行評價。從機理性解釋和工程計算方法兩方面分析鋼管混凝土桁架結構整體性能。在基於性能的結構抗震設計理論指導下，根據大跨度鋼管混凝土桁架結構的性能控制水準，得到與之相應的節點極限狀態和變形控制目標。通過理論推導和有限元參數分析等手段建立各極限狀態的鋼管混凝土桁架節點承載力計算公式。以最佳化理論為基礎研究節點承載效率與性能設計的相互關係，基於結構整體行為提出考慮節點剛度的鋼管混凝土桁架節點設計建議。以該項目為依託在《建築結構學報》、《土木工程學報》、《工程力學》等權威學術刊物上發表相關期刊論文11篇且全部被EI收錄，完成56萬字專著《典型油氣管道跨越結構和節點力學性能與設計》一部，培養碩士研究生13名。