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管桁架工程的強度設計及試驗對比

發布日期：2014/2/14 信息來源：鼎恒

　　基于日本型鋼手冊中的管桁架強度簡化計算式，推導考慮塑性發展的強度計算式。通過非線性有限元分析與兩根等比例試件的破壞荷載試驗對比，以及與日本和前蘇聯相關計算式對比，說明其合理性，為工程應用提供參考。
　　管桁架工程廠家告訴我們常用的管桁架強度計算式為基于費氏空腹桁架法的線性疊加公式，其典型代表為前蘇聯鋼結構規范中推薦的管桁架強度計算式，而日本型鋼手冊所推薦的強度計算式‘11為基于費氏空腹桁架法的一種簡化形式，即把外力彎矩引起的T型截面梯形應力分布簡化為矩形，但上述兩國計算式均未考慮塑性發展，與現今我國考慮鋼材一定程度塑性發展的GB 50017-2003《鋼結構設計規范》不符。為此，本文將推導考慮塑性發展的管桁架強度計算式，通過有限元分析和試驗驗證，并與日本和前蘇聯相關計算式對比，說明其合理性。
　　1 計算模型和公式推導
　　基于日本強度簡化式的管桁架強度計算模型如圖1所示。
　　管桁架的強度計算式由兩項疊加而成：外力主彎矩引起的軸力項和剪力次彎矩對T型截面的彎矩項，由GB 50017 - 2003可知，對于軸力項，不考慮塑性發展，麗T型截面的腳趾處，其邊緣沒有加寬的翼緣，塑性發展深度較大，可取塑性發展深度d一0. 2h-r，hT為T型截面高度。
　　通過測算可知，由于其塑性部分深度d=0. 2h，此部分對抗彎承載力的貢獻較小，不足5%，考慮公式的簡潔性，將此部分舍去。

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