钢管内置刚性节点承载力与实用计算方法研究①

李飞涛，邢 丽，魏新江，张 茹，黄 超，曹庆帅，金 海

(1.安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001；2. 浙大城市学院土木工程系，浙江 杭州 310015；3. 浙江省工业设计研究院，浙江 杭州 310052)

0 引 言

钢管由于具有截面封闭、受力性能优异、轻巧美观、经济效益好等优点，广泛用于海洋平台、工业厂房、房屋建筑等建设中[1-2]。目前钢管之间的拼接方式主要分成现场直接焊接[3-5]和螺栓连接。现场焊接连接对工人技术要求高，而且部分钢管由于管径较大，需要仰焊，焊缝质量难以得到有效的保证。螺栓连接中，法兰连接[4-7]和螺栓拼接连接[4-5,8]更易满足预制装配施工工艺的需要，且能获得更好的受力性能，但在外观上形成明显的法兰盘和连接件，破坏了钢管的流线美，实际工程应用上受到了限制。因此，尚需进一步研究更为便捷、高效、美观的钢管拼接构造技术。董石麟等[9]和邢丽[10]分析了“水立方”结构矩形钢管、方钢管的焊接空心球节点的力学性能，并提出实用计算公式，丰富了空间结构刚性节点的设计理论。Blachowski B等[11]针对某电信塔的法兰连接节点进行了非线性有限元分析，该节点由两个法兰焊接到钢管上，再用预紧螺栓连接固定。Simões R等[12]提出了一种隐蔽螺栓拼接节点形式，钢管在接头部位焊接一同直径开孔钢管，内设内衬管，然后利用螺栓使之与开孔钢管连接。刘康等[8]提出了方钢管柱内套筒单向螺栓柱-柱拼接和对穿螺栓柱-柱拼接两种节点构造形式，拼接件采用内套筒，紧固件采用高强螺栓、单向螺栓和对穿螺栓。……