【摘 要】
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钢管混凝土结构是在钢管内充填混凝土的一种新型组合结构,钢管混凝土结构在受力时,内填混凝土会对钢管起支撑作用,而钢管则对混凝土起约束作用,两者的相互作用,使得这种组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的独特优势。从20世纪90年代开始至今,钢管混凝土组合结构快速发展,在海洋平台和桥梁等结构中得到了广泛的应用,到目前为止国内修建的各式各样的钢管混凝土拱桥已有400多座。但是桥梁建成后在日常工作运营中,其疲劳
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钢管混凝土结构是在钢管内充填混凝土的一种新型组合结构,钢管混凝土结构在受力时,内填混凝土会对钢管起支撑作用,而钢管则对混凝土起约束作用,两者的相互作用,使得这种组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的独特优势。从20世纪90年代开始至今,钢管混凝土组合结构快速发展,在海洋平台和桥梁等结构中得到了广泛的应用,到目前为止国内修建的各式各样的钢管混凝土拱桥已有400多座。但是桥梁建成后在日常工作运营中,其疲劳问题逐渐体现,随着学者们研究发现,桥梁结构中钢管混凝土焊接管节点出现的应力集中现象是引发疲劳问题的重要影响因素。因此,对桥梁中钢管混凝土管节点应力集中问题的研究成为了解决桥梁疲劳问题的关键。本文在国内和国外学者对钢管混凝土相贯节点已有的研究基础上,通过试验和有限元相结合的方法对钢管混凝土X型管节点展开了研究,研究内容如下:（1）设计了共8个试验构件,分为4组对照试验,分别研究了X型管节点主管内有无混凝土其应力集中系数（SCF）变化趋势,以及管径比β、径厚比γ、壁厚比τ对钢管混凝土X型相贯节点SCF大小和SCF沿相贯线分布规律的影响。（2）利用有限元模拟软件ANSYS WORKBENCH建立有限元模型,将有限元模型得到的分析结果和试验实测的结果进行对比分析,发现两者结果较为吻合,从而验证了有限元软件建立模型分析的可行性。（3）利用有限元建立模型的方法,扩大了研究参数管径比β、径厚比γ、壁厚比τ的取值范围,研究它们对钢管混凝土X型管节点SCF的影响,同时还对比分析了X型管节点和T型管节点因形状差异对其SCF的影响。（4）利用已有的空钢管热点SCF计算公式和等效壁厚理论与建立大量的有限元模型数值模拟分析,提出了两种适用于计算钢管混凝土X型管节点的热点SCF计算公式,并进行了验证及误差分析。
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