廣州西塔巨型斜交網格平面相貫節(jié)點試驗研究

1、廣州西塔巨型斜交網格平面相貫節(jié)點試驗研究121221方小丹 , 韓小雷 , 韋宏 , 季靜 , 黃超 , 唐嘉敏( 1. 華南理工大學 建筑設計研究院 , 廣東廣州 510640;2. 華南理工大學 亞熱帶建筑科學國家重點實驗室 , 廣東廣州 510640 )摘要 :廣州西塔主塔樓高 432m ,結構形式采用鋼管混凝土巨型斜交網格外筒和鋼筋混凝土內筒構成的筒中筒結構 。斜交網格外筒由不同角度的鋼管混凝土柱斜向相貫而成 ,為了實現節(jié)點承載力大于構件承載力的強節(jié)點設計原則 ,提出了兩種節(jié) 點構造形式 :加強板 +襯板節(jié)點和法蘭板節(jié)點 。為了驗證兩種節(jié)點構造的合理性 ,了解節(jié)點實際受力的工作性狀 、

2、破壞機 理和承載能力 ,進行了 8 個比例為 1 515 的節(jié)點模型試驗 ,設計并制作了能承受 20000 kN 的自平衡鋼結構加載架 ,采用兩個10000 kN 千斤頂對相貫節(jié)點的柱端施加軸向力 。結果表明兩種構造形式的節(jié)點均表現出了約束混凝土的特點 ,均可滿足西 塔主塔樓結構設計承載力的要求 ,具有較高的安全性 。相對法蘭板節(jié)點 ,加強板 +襯板節(jié)點對核心混凝土約束作用較大 , 力學性能較好 。關鍵詞 :超高層建筑 ; 鋼管混凝土 ; 斜交網格 ; 平面相貫節(jié)點 ; 靜力試驗 ; 受力性能中圖分類號 : TU 973117 TU 31711文獻標志碼 : AExp e ri m en ta

3、 l study on p lannar in te rsecting connection s u sed inob liquely cro ssing m ega la ttice of the Guangzhou W e st Towe rFAN G X iaodan1 , HAN X iao le i2 , W E I Hong1 , J I J ing2 , HUAN G Chao2 , TAN G J iam in1( 1. A rch itec tu ra l D e sign and R e sea rch In stitu te, Sou th Ch ina U n ive

4、rsity of Techno logy, Guangzhou 510640 , Ch ina;2. Sta te Key L abo ra to ry of Sub trop ica l B u ild ing Sc ience, Sou th Ch ina U n ive rsity of Techno logy, Guangzhou 510640 , Ch ina)A b stra ct: The Guangzhou W est Tower is an u ltrah igh2rise bu ild ing w ith a heigh t of 432m , w ith the stru

5、c tu ral p a tte rn of a reinfo rced conc re te co re tube enclo sed by an ou te r lattice tube m ade of ob lique ly c ro ssing conc re te filled steel tubu la r ( CFST) co lum n s. To a ssu re tha t the cap ac ities of connec tion s exceed tho se of struc tu ral componen ts, two details of the conn

6、ection s were p ropo sed and stud ied. O ne connection typ e wa s reinfo rcing p late w ith lin ing board andthe o ther was connec tion w ith flange p la te s. E igh t 1 515 scale models we re tested u sing a sp ec ially designed se lf2balancing equ ipm en t w ith two 10000 kN cap ac ity jack s and

7、p in ion rack, in o rder to verify the ra tiona lity of the details and to inve stigate the p erfo rm ance, cap ac ity and fa ilu re m echan ism. Te st re su lts ind ica te tha t the connection s exh ib it the charac teristic of confined conc re te. The connec tion s a re va lidated to m ee t the de

8、 sign requ irem en t of the Guangzhou W est Tower, w ith sufficien t load ing cap acity. Comp a red w ith the connec tion s w ith flange p la tes, the connec tion s w ith re info rcing p la te p lu s lin ing boa rd have large r confin ing effec ts on concre te co re and the reby better m echan ical

9、behavio rs.Keyword s: u ltrah igh2rise bu ild ing; concre te filled stee l tube ( CFST) ; ob liquely c ro ssing lattice; p lanar in tersec tingconnec tion; mono ton ic load ing test; m echan ical behavio r基金項目 :廣東省自然科學基金項目 ( 06105416 ) ,華南理工大學亞熱帶建筑科學國家重點實驗室開放研究項目 ( 2008 KA01 ) 。作者簡介 :方小丹 ( 1951 ) ,男

10、 ,廣東普寧人 ,教授級高工 。 E2m a il: f5101 1261com收稿日期 : 2007 年 11 月56( 2 )檢驗節(jié)點試件的承載能力 ;( 3 )量測鋼管節(jié)點區(qū)受荷過程中的應變和試件 軸向變形 ,并對其進行分析 。112 試件設計鋼管混凝土巨型斜交網格外筒節(jié)點層有兩類典 型節(jié)點 :邊節(jié)點和角節(jié)點 (圖 1 b ) 。 4 根相交斜桿不在一個平面 , 桿件轉角各層不同 。為便于比較試驗結果 ,按設計方提供的結構 20 層斜柱尺寸及受力進 行試件設計 。有關斜交網格相貫節(jié)點的前期研究很 少 ,受力性能不明確且影響因素較多 。為研究其受力性能 ,先不考慮對性能影響相對較小的平面外

11、角 度 ( 1 和 3 ) ,僅按斜柱平面內夾角分為 20 和 35 兩種情況進行研究 。為了避免尺寸效應的影響 , 試件 縮尺比例為 1 515 ,各部分構件均按幾何相似關系縮小 ,試件的具體構造見圖 2。由于主要研究對象為相 貫節(jié)點 ,因此將非節(jié)點區(qū)桿件鋼管壁厚加大到與節(jié) 點區(qū)鋼管壁厚一致 。試件編號見表 1 (注 : 將加強板+襯板試件稱為 A 型節(jié)點 , 法蘭板試件稱為 B 型節(jié) 點 ) ,試件尺寸及材料選取見表 2。表 1 試件編號Ta b le 1 N um b e r o f sp e c im e n s0 引言廣州“超高雙子塔 ”項目位于廣州新城市中軸線上 ,包括東塔 、西塔

12、兩部分 , 項目建成后將與觀光塔 一起成為 體 現 廣 州 現 代 化 大 都 市 形 象 的 標 志 性 建筑 。其中西塔已率先啟動建設 ,總投資約 60 億元 ,建2設用地面積 31085m ,主塔樓高 432m ,建成后將成為廣州市超高層建筑物之一 。建筑立面外觀采用巨型 斜交網格的形式 (圖 1 a) ,考慮到柱子所受軸力很大 ,為了控制其截面面積 , 主體結構形式采用鋼管混凝 土巨型斜交網格外筒和鋼筋混凝土內筒構成的筒中筒結構 。斜交網格外筒由不同角度的鋼管混凝土柱 斜向相 貫 而 成 。近 年 來 對 鋼 管 混 凝 土 的 研 究 較 128 多,但對這類鋼管混凝土斜交網格結構的

13、研究很 9210 少。特別是斜柱相貫節(jié)點處的橫截面面積僅相當于 1 根鋼管混凝土柱的截面積 , 節(jié)點構造成為整 個設計中極為重要的一環(huán) ,因此需要進一步研究 。角節(jié)點試件 角節(jié)點試件 邊節(jié)點試件 邊節(jié)點試件節(jié)點類型對稱加載非對稱加載對稱加載非對稱加載加強板 +襯板 A 21A 22B 22A 23B 23A 24B 24B 21法蘭板表 2試件尺寸及材料Ta b le 2 D im e n s io n s a n d m a te ria ls o f sp e c im e n s試件A 21、A 22、A 23、A 24B 21、B 22、B 23、B 24鋼管 /mm橢圓拉板厚 /mm

14、法蘭板厚 /mm環(huán)向加強板厚 /mm 襯板厚 /mm 鋼材牌號混凝土強度等級299 1428141420 # C60299 142814 220 # C60圖 1 廣州西塔結構照片和平面圖F ig. 1 Pho to s and p lan of Guangzhou W e st Towe r注 :試件 B 21、B 22、B 23、B 24 采用 M10 ( 1019 級 , P = 35 kN )高強度摩擦型螺栓連接 ,拼接面采用噴砂后涂無機富鋅漆處理 。為了實現節(jié)點承載力大于構件承載力的強節(jié)點設計原則 ,提出了兩種節(jié)點構造形式 : 加強板 +襯板 節(jié)點和法蘭板節(jié)點 。由于節(jié)點形式新穎 ,

15、 構造 、受力都較為特殊 ,為了驗證上述兩種節(jié)點構造的合理性 , 了解節(jié)點實際受力的工作性狀 、破壞機理和承載能 力 ,對這兩種鋼管混凝土柱斜向相貫節(jié)點進行了試驗研究和分析 。113 試件制作混凝土強度等級為 C60 ,鋼管柱 、法蘭板 、橢圓拉 板采用 20 #鋼 , E43 焊條 。鋼管柱的整體試件制作在 工廠內完成 , 質量要求達到一級焊縫質量標準 。通過材性試驗測得 20 #鋼彈性模量為 206 GPa, 屈服強 度為 272M Pa。C60 混凝土采用商品混凝土 。澆筑同時用混凝土振動棒振搗 ,使混凝土密實 ,保證混凝土 施工質 量 ?；?凝 土 的 強 度 由 同 條 件 養(yǎng) 護

16、的 邊 長 為150mm 立方體試塊確定 , 28 d立方體抗壓強度平均值 為 5915M Pa。1 試驗概況1 11 試驗目的( 1 )觀察節(jié)點試件的破壞形態(tài) ;57圖 3 加載裝置示意圖F ig. 3Load ing se t2up( a)加強板 +襯板節(jié)點( b)法蘭板節(jié)點圖 2 試件構造示意圖F ig. 2 D e ta ils of sp ec im en s1 14 試驗方法11411 加載裝置根據西塔原型構造形式以及 1 515 的幾何相似 縮尺比要求 , 相貫節(jié)點需要在 20 或 35 方向上分別 施加最大值為 10000 kN 的壓力 , 特設計了如圖 3 所 示的 2000

17、0 kN 鋼結構自平衡加載裝置 , 加載架及試 件平放于地面進行試驗 。采用兩套加載系統(tǒng) , 每套 加載系統(tǒng)包括一臺 10000 kN 千斤頂及其配套液壓泵 系統(tǒng)和一個 10000 kN 壓力傳感器 。兩套系統(tǒng)分別加 載 ,可以模擬兩個桿件受不同大小壓力的情況 。11412 測點布置及測量 為了獲取節(jié)點區(qū)受荷的各種數據 , 在試 件 中 布置了一定數量的應變片和位移計 , 分布于試件節(jié)點58圖 4 電阻應變片和位移計布置圖F ig. 4 A rrangem en t p lan of stra in gauge s and d ia l gauge s區(qū) (圖 4 ) 。同時考慮到支座變形的影

18、響 ,在支座安置了位移計 ,位移計量程為 30mm。11413 加載制度 加載制度包括對稱加載和非對稱加載兩種加載方法 。對稱加載為 P1 、P2 , 每級加載 500 kN ,加載至6000 kN 后 ,每級加載 250 kN ,直至試件破壞 。荷載較 大時 ,側向力使斜交網格的一肢鋼管軸力較大 , 另一肢軸力很小甚至接近無軸力狀態(tài) 。因此將非對稱加載分為兩種 : 一種按 P1 每級 500 kN、P2 每級 600 kN加載至試件破壞 (試件 A 22 ) ;另一種保持 P2 為 0 , P1每級 500 kN 加載至 6000 kN 后保持 P1 不變 , P2 每級500 kN 亦加載

19、至 6000 kN。當 P1 、P2 都達到 6000 kN后按 每 級 250 kN 對 稱 加 載 至 試 件 破 壞 (試 件 A 24、B 22、B 24 ) 。11414 終止加載條件( 1 ) 試件承載力下降至峰值荷載的 85 % ; ( 2 ) 最大變形達 90mm;( 3 ) 試件有明顯的破壞 , 如鋼管表面鼓起或平 面外位移過大 。圖 5 鋼管上的 45滑移線細部F ig. 5 Slip line de ta ils on stee l tube2 試驗過程及現象描述2 11 對稱加載試件由于試件數量較 多 , 取 一 個典 型 的試 件 A 23 進 行描述 ,試驗持續(xù)時間

20、約為 3 h。( 1 )整個加載過程中 , 試件鋼管軸向受壓 、環(huán)向受拉 ,核心混凝土三向受壓 。( 2 )荷載加至 5000 kN 時 , 試件 1 21 6 26 截面的 軸向應變?yōu)?010010 010017 , 環(huán)向應變?yōu)?010003 010008 , 混 凝 土 應 變 為 010010 , 此 前 試 件 的 軸 向 應變 、環(huán)向應變以及位移都呈線性增大 。( 3 )在 ( 2 )基礎上再加一級荷載時即 5500 kN 時 ,試件 各 截 面 的 軸 向 應 變 值 突 然 增 大 至 010019 010026 ,環(huán)向應變值突然增大至 010015 左右 。這是 由于鋼管 進

21、入 屈 服 階 段 , 其 軸 向 變 形 量 突 然 增 大 。此時鋼管混凝土內部產生內力重分布 , 混凝土承受 的荷載增大 ,軸向壓縮變形導致其環(huán)向膨脹 ,鋼管對 混凝土的環(huán)箍作用也隨之增大 。( 4 )之后的加載過程中 ,鋼管的軸向和環(huán)向應變 以及混凝土的應變都呈現非線性的增長趨勢 。當加載至 7700 kN 時 , 由于構件出現較大的側向變形 , 已 經接近位移計的量程 ,拆除位移計 。( 5 )此后試件軸向變形較大 ,進入塑性階段 。與 支座相連的兩鋼管均出現較大的平面內彎曲現象 ,靠近支座處及加載端處的 4 根鋼管表面均逐漸出現45 滑移線 , 應變達到 010030 , 表明鋼管

22、環(huán)向已進入 屈服狀態(tài) (圖 5 ) 。( 6 )繼續(xù)加載時 , 荷載迅速下降 , 加載端鋼管明 顯鼓起 (圖 6 ) 。停止加載 ,試驗結束 。2 12 非對稱試件取一典型的非對稱加載試件 B 22 進行描述如下 : ( 1 )整個加載過程中 , 試件鋼管軸向受壓 、環(huán)向受拉 ,核心混凝土三向受壓 。( 2 )荷載加至 P1 = 4000 kN 時 , 試件 1 21 6 26 截圖 6 連接加載端的鋼管鼓起F ig. 6 Tube bu lge a t load ing end面中 P1 對應鋼管的軸向應變?yōu)?010010 010030 , 環(huán)向應變?yōu)?010004 010012 ,混凝土應

23、變?yōu)?010012 ,此 前軸向應變 、環(huán)向應變以及位移都呈線性增大 。( 3 )荷載加至 P1 = 4500 kN 時 , P1 對應鋼管的軸向應變突然增大至 010019 010022 , 環(huán) 向 應 變突 然 增大至 010016 左右 ,鋼管軸向屈服 。( 4 )荷載從 P1 = 4500 kN 加至 P1 = 6000 kN 的過 程中 , P1 對應鋼管的軸向和環(huán)向應變呈現非線性的增長趨 勢 。P2 對 應 鋼 管 的 軸 向 和 環(huán) 向 應 變 均 在010005 以內 。( 5 ) 保 持 P1 = 6000 kN 不 變 , P2 從 0 增 加 到6000 kN 時 , P

24、2 對應鋼管應變呈現出類似 P1 對應鋼 管由線性至非線性的變化趨勢 , P1 對應鋼管應變則 基本無變化 。試件整體外觀未見太大變化 , 軸向變 形均勻 。( 6 ) P1 和 P2 同時加載時 ,呈現出與對稱加載試 件相同的變化趨勢 。當加載至 7500 kN 時 , 4 根鋼管節(jié)點 、靠近 支座 處 及 加 載 端 處 都 逐 漸 出 現 45 滑 移 線 ,應變達到 010033 ,鋼管環(huán)向屈服 。( 7 )繼續(xù)加載時 , 荷載出現迅速下降現象 , 停止 加載 ,試驗結束 。3 試驗結果及分析311 荷載 2應變與荷載 2位移曲線隨著荷載的增加 , 桿件和節(jié)點區(qū)鋼管軸 向與 環(huán)5931

25、2 試驗結果分析31211 對稱加載與非對稱加載試件對比( 1 )應變 。當非對稱加載時 ,在 P1 加載階段 , P1對應鋼管各截面的平均應變比 P2 大 。隨著 P2 的增 加 ,這種差距逐漸減少 。對稱加載時則未出現這種 情況 。( 2 )變形 。當非對稱加載時 ,試件在整個加載過 程中會出現較大的平面內彎曲變形 ,約 3 4mm。隨著 P1 的增加 , 試件水平側移沿一個方向逐漸增加 。 當 P2 開始加載后 ,水平側移沿反方向回彈 。最后階段的對稱加載時 ,試件的平面內彎曲變形較小 , 一般在 1mm 以內 。( 3 )極限承載力 。非對稱加載試件一般比對稱 加載試件的極限承載力大

26、5 % 。31212 節(jié)點類型不同的試件對比( 1 )應變 。B 型節(jié)點區(qū)先于 A 型節(jié)點區(qū)進入塑 性階段 。B 型節(jié)點的最大應變多出現在中間節(jié)點處 ,而 A 型 最 大 應 變 截 面 多 出 現 在 離 開 中 間 節(jié) 點 約200mm 處 ,這說明 B 型節(jié)點處較 A 型薄弱 。主要原 因是 A 型節(jié)點處設有內襯板 , 而 B 型未設置 。對應向同時受力 , 軸向受壓 , 環(huán)向受拉 , 且軸向應變大于環(huán)向應變 ; 核心混凝土始終三向受壓 。當鋼管軸向 應變值超過 010016 010018 后 , 鋼管軸向及環(huán)向應變均有較大突變 ,表明鋼管進入屈服階段 ; 內力在桿 件內重分布 ,混凝土

27、受到較大壓力后環(huán)向膨脹 , 鋼管對混凝土有較大的環(huán)向約束作用 , 表現為約束混凝 土的受力特點 ;加載后期鋼管環(huán)向屈服 ,側向約束作用增長變緩 ,混凝土應變增長非常迅速 。 各個試件的荷載 2最大環(huán)向應變曲線 、荷載 2最大軸向應變曲線 、荷載 2軸向變形 、荷載 2豎向位移曲線分別見圖 7 a7 i。其中對稱加載試件 ( A 21、A 23、B 21和 B 23 ) 曲線見圖 7 a 7 e; 非對稱加載試件 B 22 曲線 見圖 7 f7 i。對稱試件中 , A 型 、B 型試件的最大環(huán)向 、軸向應變分別為 2 22、3 23 截面的應變測量值 , 節(jié)點區(qū)混凝土應變由 1 21 截面和 6

28、 26 截面之間位移計 測量值計算得 , 軸向位移為試件中心點沿軸向的位 移 (即圖 4 c中 6 號位移計與 17 號位移計測量值的差值 ) ,豎向位 移 為 試 件 中 心 點 在 豎 直 方 向 上 的 位 移(即圖 4 c中 9 號位移計測量值 ) 。圖 7 荷載 2應變曲線與荷載 2位移曲線R e la tion sh ip be tween stra in, deflec tion and loadF ig. 760表 4 所取的試件承載力設計值 : A 型節(jié)點最大的鋼管截面平均環(huán)向拉應變約為 010007 , 最大的鋼管截面 平均軸向壓應變約為 010015; B 型節(jié)點最大的鋼

29、管截面平均環(huán)向拉應變約為 010030 , 最大的鋼管截面 平均軸向壓應變約為 010038。( 2 )變形 。由于 B 型節(jié)點處出現較大的起鼓現 象 ,其軸向變形比 A 型大 。( 3 )極限承載力 。B 型試件的極限承載力平均 值比 A 型試件的極限承載力平均值低約 3 % 。31213 角度不同的試件對比( 1 )應變 。在彈性階段 ,角節(jié)點試件和邊節(jié)點試 件應變發(fā)展趨勢大體相同 , 但角節(jié)點試件的彈性階 段比邊節(jié)點試件短 , 即角節(jié)點試件比邊節(jié)點試件更快進入塑性階段 。在塑性階段 , 角節(jié)點試件和邊節(jié)點試件呈現出不同的應變發(fā)展趨勢 , 角節(jié)點試件節(jié) 點區(qū)截面應變發(fā)展較快 , 而邊節(jié)點試

30、件則是節(jié)點區(qū)外桿件截面應變發(fā)展較快 。因此 , 角節(jié)點試件最終 多為在中間節(jié)點處截面出現應變最大 , 也即主要是節(jié)點區(qū)破 壞 , 有 時 也 會 伴 隨 節(jié) 點 區(qū) 外 的 鋼 管 破 壞 。 邊節(jié)點試件的應變最大截面主要出現在離中間節(jié)點 區(qū)一定距離的鋼管上 , 也即主要是節(jié)點區(qū)外的構件破壞 ,有時也會伴隨節(jié)點區(qū)破壞 。( 2 )極限承載力 。一般邊節(jié)點試件的極限承載 力高于角節(jié)點試件的極限承載力 。這主要是由于節(jié) 點的角度不同 ,當外荷載相同時 ,角節(jié)點試件的節(jié)點 區(qū)截面受 到 的 由 外 荷 載 引 起 的 軸 力 比 邊 節(jié) 點 試 件大 ,所以導致其整個試件的極限承載力比邊節(jié)點試件低

31、。3 13 試件破壞形態(tài)( 1 )從試驗現象可知 ,節(jié)點的破壞現象主要為節(jié) 點區(qū)鋼管鼓起 ,鋼管表面出現明顯 45 滑移線以及部分試件鋼管出現明顯平面內彎曲 。( 2 )角 節(jié)點 試 件 最 終 破 壞 在 節(jié) 點 區(qū) 以 內 , 破 壞 時 ,節(jié)點區(qū)以外鋼管也已出現 45 滑移線 。邊節(jié)點試件最終破壞在節(jié)點區(qū)以外的構件上 , 且主要在支座 與節(jié)點之間的構件上 。3 14 試件承載力測得的鋼管屈服前承載力 、試件彈性承載力 、試 件最大承載力見表 3。從表中可以看出 ,鋼管屈服前承載力 低 于 試 件 彈 性 承 載 力 。這 是 因 為 鋼 管 屈 服后 ,混凝土尚未進入塑性階段 , 強度較

32、高 , 仍能提供 較大的承載力 。最大承載力大約為鋼管屈服前承載力的 212 倍 ,試件彈性承載力的 1150 1175 倍 ,說明試件進入屈服狀態(tài)后 ,仍有較高的承載力和安全性 。 表 4 為節(jié)點試件和對應原型承載力設計值的對比 。根據試驗結果反算西塔主結構對應原型節(jié)點的承載 力比其 20 層斜柱承載力高 7 % 19 % , 證明兩種節(jié)點均可滿足“強節(jié)點 ,弱構件 ”的設計要求 。表 3 試件承載力Ta b le 3 C ap a c ity o f sp e c im e n s鋼管最大軸向應變?yōu)?010016 時對應的 荷載 / kN節(jié)點彈性極限荷載 / kN試件承受的最大荷載 / k

33、N試件A 21A 22A 23A 24B 21B 22B 23B 2435003600 ( 3000 )35003500 ( 0 )30003500 ( 0 )30005000 ( 0 )49004200 ( 3500 )45004200 ( 0 )50006000 ( 3000 )55006000 ( 2000 )75007800 ( 6500 )77507730 ( 7730 )72507500 ( 7500 )75507900 ( 7900 )注 :表中荷載為 P1 ( P2 ) 或 P2 ( P1 ) , 參見圖 4。表 4 試件承載力設計值和對應原型承載力設計值Ta b le 4 C

34、 om p a riso n o f d e s ig n c ap a c ity o f sp e c im e n s a n d p ro to typ e d e s ig n c ap a c ity試件承受的最大荷載的 前一級荷載 / kN對應原型承載力 設計值 / kN結構 20 層斜柱承載力 設計值 / kN試件承載力設計值 / kN試件A 21A 22A 23A 24B 21B 22B 23B 2472507500750070007400725078004531468846884375462545314875137063141812141812132344139906137

35、063147469123629注 : 11A 22 試件采用非對稱加載至破壞 , 不計入統(tǒng)計 。其余試件破壞前均采用對稱加載 。21結構 20 層斜柱承載力設計值根據實際設計中鋼管混凝土構 件截面由文獻 1 公式計算得 。4 結論與建議通過試件靜力荷載試驗 , 研究兩種不同 構造 形式節(jié)點的破壞形態(tài)和承載能力 , 得到了如下主要結 論 :( 1 )兩種節(jié)點不同構造形式的破壞形態(tài)相似 ,都 為節(jié)點區(qū)鋼管鼓起 ,鋼管表面出現明顯 45 滑移線以 及部分試件鋼管出現明顯平面內彎曲 。極限承載力為 7250 7900 kN ,滿足設計承載力的要求 ,有效地證 明了這兩種構造形式的節(jié)點性能均可滿足西塔主

36、塔樓結構上的要求 。( 2 )隨著荷載的增加 ,各試件桿件和節(jié)點區(qū)鋼管 軸向與環(huán)向同時受力 , 軸向受壓 , 環(huán)向受拉 , 且軸向應變大于環(huán)向應變 ; 核心混凝土始終三向受壓 。當鋼管軸向最大應變值超過 010016 010018 后 , 鋼管 軸向及環(huán)向應變均有較大突變 , 表明鋼管進入屈服階段 ;內力發(fā)生重分布 ,混凝土受到較大壓力后環(huán)向61comp u ta tion of bea ring cap ac ity of conc re te2filled stee l tubu la r m em be rs sub jec ted to axia l comp re ssive loa

37、d ing J . Jou rna l of B u ild ing Struc tu re s, 1984 , 5 ( 6 ) : 38248. ( in Ch ine se) )蔡紹懷 ,焦占拴 . 鋼管混凝土短 柱 的 基 本 性 能 和 強 度計算 J . 建筑結構學報 , 1984, 5 ( 6 ) : 13229. ( CA I Shaohua i, J IAO Zhan shuan. B ehavio r and u ltim a te strength of sho rt conc re te2filled stee l tubu la r co lum n s J . Jou

38、 rna l of B u ild ing Struc tu re s, 1984 , 5 ( 6 ) : 13229. ( in Ch ine se) )H uang C S, Yeh Y K, L iu G Y. A xia l load behavio r of stiffened conc re te2filled stee l co lum n s J . Jou rna l of Struc tu ra l Enginee ring, 2002 , 128 ( 9) : 122221230.Gup ta P K, Sa rda S M , Kum a r M S. Exp e ri

39、m en ta l and comp u ta tiona l study of conc re te filled stee l tubu la r co lum n s unde r axia l load s J . Jou rna l of Con struc tiona l Stee l R e sea rch, 2007 , 63 ( 2 ) : 182 2193.方小丹 ,韓小雷 ,韋宏 . 廣州珠江新城西塔巨型斜交網格外筒節(jié)點模型試驗報告 R . 廣州 :華南理工大 學 , 2006. ( FAN G X iaodan, HAN X iao le i, W E I Hong.

40、Exp e rim en ta l repo rt on connec tion s of gian t d iagrid struc tu re u sed in Guangzhou W e st Towe r R .Guangzhou: Sou th Ch ina U n ive rsity of Techno logy,2006. ( in Ch ine se) )膨脹 ,鋼管對混凝土有較大的環(huán)向約束作用 ,表現為約束混凝土的受力特點 。( 3 )相對于 A 型 節(jié) 點 , B 型 節(jié) 點 先 進 入 塑 性 階 段 ,鋼管最大應變截面更靠近中間節(jié)點處 ,軸向變形較大 ,極限承載力低約 3 % 。這說明 A 型節(jié)點具有較好的力學性能 ,主要原因是 A 型節(jié)點處設有內襯板 ,對核心混凝土起到更大的約