鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能有限元研究.pdf

1、鋼管混凝土K形節(jié)點(diǎn)是鋼管混凝土拱橋的重要傳力節(jié)點(diǎn)，理解和掌握節(jié)點(diǎn)的受力性能和破壞模式，有助于深化對(duì)鋼管混凝土拱橋的認(rèn)識(shí)和研究。本文根據(jù)節(jié)點(diǎn)的受力情況，主管受一定軸壓力水平下，兩支管分別受軸壓和軸拉力，通過(guò)理論分析和有限元數(shù)值模擬分析對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能和破壞模式進(jìn)行研究，主要的工作和結(jié)論為:
　　(1)研究鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點(diǎn)有限元基本理論，選擇合理的鋼管和混凝土本構(gòu)關(guān)系，提出合理有效的節(jié)點(diǎn)有限元建模方法，并對(duì)文獻(xiàn)中的節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件進(jìn)行有

2、限元分析，通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析得出文中的節(jié)點(diǎn)有限元建模方法是科學(xué)合理的。
　　(2)對(duì)鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點(diǎn)和空鋼管K形節(jié)點(diǎn)的荷載-位移曲線對(duì)比分析，研究節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理，主管有無(wú)混凝土有效的約束和支撐主管大大提高了節(jié)點(diǎn)的承載力和剛度;分析了節(jié)點(diǎn)荷載-位移關(guān)系曲線的特征，總體上可分為彈性階段、彈塑性階段和破壞階段三個(gè)階段，并探討了這三個(gè)階段節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布情況，得出節(jié)點(diǎn)的破壞模式:節(jié)點(diǎn)發(fā)生受壓支管接頭支管局部屈曲的破壞和節(jié)點(diǎn)發(fā)

3、生受拉支管接頭處主管扯裂的破壞。
　　(3)通過(guò)ANSYS有限元建立構(gòu)造參數(shù)不同的鋼管混凝土拱橋K形節(jié)點(diǎn)模型，進(jìn)行數(shù)值模擬分析，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造參數(shù)包括:支管徑厚比γ、主管徑厚比κ、支管與主管外徑比w、支管與主管壁厚比τ、支管與主管軸線夾角θ、兩支管間隙g、核心混凝土等級(jí)、主管軸壓力水平n以及節(jié)點(diǎn)尺寸縮放系數(shù)ζ等，并對(duì)各設(shè)計(jì)參數(shù)取值作出規(guī)定。通過(guò)研究分析得出:支管與主管幾何尺寸是影響節(jié)點(diǎn)極限承載力的主要因素，其他因素不同程度影響節(jié)點(diǎn)極限承