中空夹层圆钢管混凝土构件内外法兰连接受弯性能分析

王文达，易练波，范家浩

(兰州理工大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730050)

0 引 言

中空夹层圆钢管混凝土(CFDST)构件[1-3]由于抗弯刚度大、受力性能好等优点，在输电塔、风力发电机支撑柱及海洋平台柱等工程中广泛应用。此构件在输电塔法兰节点中往往受到由风荷载引起的较大弯矩和拉力，若按传统钢管刚性法兰[4]设计，仅在外钢管法兰外圈布置1圈螺栓，具体构造见图1，为了满足承载能力设计要求，螺栓直径、法兰板厚度往往会很大，大直径高强度等级的螺栓除了给施工拧紧带来不便外，较厚法兰板也会出现层状撕裂的危险，采用此方法设计节点会降低整个结构的安全度。

图1 传统钢管刚性法兰

为了解决大直径螺栓和较厚法兰板带来的弊端，本文提出在内钢管再布置1圈螺栓，此节点构造通过在内外钢管之间采用定位板来保证内外钢管同心要求。同时内外钢管与内外法兰板在同一位置焊接，焊接后用螺栓将其连接成一个整体，之后在内外钢管中间空隙处填充C50混凝土，从而保证内外法兰节点连接处混凝土的连续性，具体构造如图2所示。基于现有的研究成果可知：改进后的节点满足承载能力设计要求，且节点受力合理，同时螺栓直径、法兰板厚度、加劲肋尺寸、焊缝尺寸都可以相应减小、相比于传统钢管内外法兰[5]，由于混凝土的存在，可以较好地限制内外钢管的屈曲，节点表现出较好的塑性和韧性，能很好地满足结构的抗风、抗震性能要求。……