《橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計 摘要：近年來，橢圓鋼管以造型優(yōu)美的特點在橋梁、建筑等領(lǐng)域逐漸被推廣應(yīng)用。橢圓截面有強軸和弱軸之分，可通過調(diào)整截面尺寸提高橢圓管結(jié)構(gòu)的抗彎曲性能。論文介紹了國外關(guān)于橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的研究現(xiàn)狀，分別從彈性局部屈曲、后屈曲性能與設(shè)計、截面強度計算、抗剪計算、管節(jié)點及管內(nèi)填混凝土等方面展開闡述，為橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計及科研提供參考。 關(guān)鍵詞：管結(jié)構(gòu)；橢圓；結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼管 1引言 追溯到19世紀中葉，1850年英國不列顛大橋建成開啟了空鋼管結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。土木工程最早采用矩形空管作為承重結(jié)構(gòu)，隨后逐漸引入圓形和橢圓空管。1859年，跨越塔瑪河的

2、皇家阿爾伯特橋首次采用橢圓空管作為主要的拱肋，這是橢圓管在橋梁工程中的首次應(yīng)用。隨著建筑業(yè)的不斷開展，橢圓空管結(jié)構(gòu)開展成為工業(yè)產(chǎn)品，并成為繼矩形、圓形鋼管的新的補充，逐漸應(yīng)用于高層建筑、橋梁、地鐵站及機場等領(lǐng)域。目前，橢圓鋼管在國外應(yīng)用相對較多，如2003年建成的華威大學的塞曼大樓、2006年建成的蘇格蘭社會橋、2006年建成的馬德里的機場候機樓等，其承重結(jié)構(gòu)都采用造型優(yōu)美的橢圓鋼管【2】。由于缺乏橢圓鋼管方面的理論研究和設(shè)計指導，橢圓鋼管在中國應(yīng)用非常少，為此，論文擬總結(jié)國外橢圓鋼管結(jié)構(gòu)的理論研究和設(shè)計方法，為中國橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計及科研提供參考。 2國外橢圓鋼管結(jié)構(gòu)開展及設(shè)計

3、 橢圓鋼管軸壓彈性屈曲和后屈曲的研究集中于在1950年～1960年間，早期的研究發(fā)現(xiàn)可以用圓形鋼管的屈曲應(yīng)力來預(yù)測橢圓鋼管的彈性屈曲應(yīng)力，其中，圓形鋼管曲率半徑取橢圓截面最大曲率半徑。橢圓截面的長寬比越大，后屈曲表現(xiàn)越穩(wěn)定。隨后橢圓鋼管的彈性屈曲和后屈曲計算方法越來越細化。 現(xiàn)行橢圓空鋼管的產(chǎn)品化程度愈來愈高，截面的尺寸范圍從150mmx75mm到500mmx250mm，厚度從4mm～16mm。截面的長寬比均為2。確定的近似公式橢圓空心截面(EHS)的幾何特性在歐洲產(chǎn)品中得到了提供。EN10210-2(2006)跟蹤最新的研究成果，給出了橢圓空鋼

4、管截面設(shè)計方法。 對于軸壓構(gòu)件的截面分類，主要關(guān)注屈服前是否發(fā)生局部屈曲。到達屈服應(yīng)力的截面被認為完全有效的截面，被認為第1～3類(完全有效)，而當局部是屈曲發(fā)生時到達屈服載荷，需要考慮長細比對截面的折減。現(xiàn)行研究已經(jīng)給出屈曲應(yīng)力、寬厚比、長細比的設(shè)計計算公式【3】。對于沿弱軸的彎曲，局部屈曲發(fā)生在最大曲率半徑與截面受壓最不利位置，故建議參考軸壓構(gòu)件屈曲設(shè)計。對于沿強軸的彎曲，局部屈曲一般不會發(fā)生在曲率半徑最大值。因此，提出臨界曲率半徑來表示。在受壓和彎曲組合作用下、受剪或彎剪組合作用下，橢圓鋼管的截面分類、截面承載力已形成完善的設(shè)計方法。

5、目前已有大量文獻研究橢圓鋼管節(jié)點行為，其主要行為特征可以分為兩類：桁架結(jié)構(gòu)中使用橢圓管管焊接和橢圓板管焊接。橢圓管管節(jié)點的設(shè)計一般先等效為矩形管節(jié)點或圓形管節(jié)點，然后按照矩形或圓形管節(jié)點承載力進行計算【4】。對于橢圓板-管節(jié)點的計算已不能簡單等效為矩形或圓形節(jié)點進行計算【5】。 橢圓鋼管內(nèi)填混凝土后可以具有鋼管與混凝土的組合效應(yīng)。一方面鋼管壁板的變形受到管內(nèi)混凝土的約束，從而抗屈曲性能增強；另一方面，管內(nèi)混凝土受到鋼管的套箍作用承壓，強度顯著提升。 3結(jié)語 橢圓鋼管結(jié)構(gòu)的研究始于空鋼管結(jié)構(gòu)，前期研究的重點集中鋼管的彈性屈曲和后屈曲行為，為橢圓鋼管截面的寬厚比限值、長細比計算及截面設(shè)計提供了重要根底。隨后，對橢圓鋼管的軸壓、純彎、壓彎、抗剪及壓剪組合的研究全面展開，并形成了系統(tǒng)的橢圓鋼管設(shè)計方法。桁架結(jié)構(gòu)中焊接橢圓節(jié)點和管內(nèi)混凝土是近期研究熱點。本文對國外橢圓鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計進行技術(shù)綜述，希望開拓視野，擴大使用造型優(yōu)美的橢圓鋼管結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。