对于钢管混凝土内外铝法兰连接节点的适用性

       对于钢管混凝土内外铝法兰连接节点，混凝土参与了其受弯过程，提高了节点的整体抗弯承载力，与纯钢管内外铝法兰连接节点受力特点存在不同，为了探讨上述规范关于旋转轴的规定对于钢管混凝土内外铝法兰连接节点的适用性，分别提取节点FJ1受弯过程中的A,B,C点以及节点FJ2受弯过程中的B和C点时的最外侧螺栓拉力N.x以及对应的弯矩MFE。针对不同的旋转轴位置(Z,=0.2R,0.4R,0.6R,2R/3,0.8R,r,R,1.1R)，根据节点承受的弯矩与其螺栓受力的关系式is,i,i97，计算得到节点各关键时间点所能承受的理论弯矩M与其实际弯矩MFE对比，对比结果见表。通过对比可以得到适用于钢管混凝土内外铝法兰连接节点的旋转轴位置。从表中可以看到，对于纯钢管内外铝法兰连接节点FJ2，在最外侧受拉螺栓发生屈服的B点，随着假定的旋转轴逐渐远离中轴，预估的节点承载力逐渐增大。而此时对于节点实际能承受的弯矩MFE384kN·m，处于由Z,=0.4R和Z,=0.6R计算得到的预估抗弯承载力之间。而在最外侧受拉螺栓发生断裂的C'点，实际弯矩处于由Z,=0.8R和Z,=R计算得到的预估抗弯承载力之间。因此，对于纯钢管内外铝法兰连接节点，弹性设计时应该考虑假定旋转轴在距中轴不超过0.4R的位置;当考虑塑性时，假定旋转轴在距中轴0.8R的位置。从表2中MFE和M，的计算结果来看，内填混凝土对内外铝法兰连接节点的抗弯承载力增益明显，在混凝土开裂点A和螺栓断裂点C，其实际弯矩均超过由假定旋转Z,=1.1R计算得的抗弯承载力。而螺栓屈服点B时，其实际弯矩处于由旋转轴Z,_R和Z,=1.1R计算得到的抗弯承载力之间。为了进一步探讨关于钢管混凝土内外铝法兰连接节点的合适的旋转轴位置，基于节点FJ1的基本参数，改变螺栓规格(强度等级5.8,6.8,8.8,9.8,10.8),混凝土强度等级(C30,C40,CSO,C60)以及钢管强度(关=235,355,390,420MPa)，根据其螺栓屈服点B时对应的最外侧螺栓拉力以及节点承受的弯矩，反算得到旋转轴的位置，见图17，图中横坐标为螺栓屈服时对应的弯矩，纵坐标为反算的旋转轴相对中轴的位置。从中可知，螺栓强度对节点承载力有较大影响，随着螺栓强度的提高，节点屈服点B对应的弯矩增大，反算的旋转轴位置逐渐向内偏移，由距中轴1.22R处逐渐转移至靠近钢管外壁处(Z,_1.03R)，说明当采用的螺栓强度较高时，假定的旋转轴位置Z、应适当减小。http://www.zblansheng.cn/