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间冷塔钢管混凝土X形柱节点受力优化分析

韩文星 佘露雨 丁发兴

韩文星, 佘露雨, 丁发兴. 间冷塔钢管混凝土X形柱节点受力优化分析[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(2): 24-30. doi: 10.13206/j.gjgS24102201
引用本文: 韩文星, 佘露雨, 丁发兴. 间冷塔钢管混凝土X形柱节点受力优化分析[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(2): 24-30. doi: 10.13206/j.gjgS24102201
Wenxing Han, Luyu She, Faxing Ding. Optimization Analysis of the Mechanical Properties of CFST X-Shaped Column Joints for Indirect Cooling Towers[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(2): 24-30. doi: 10.13206/j.gjgS24102201
Citation: Wenxing Han, Luyu She, Faxing Ding. Optimization Analysis of the Mechanical Properties of CFST X-Shaped Column Joints for Indirect Cooling Towers[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(2): 24-30. doi: 10.13206/j.gjgS24102201

间冷塔钢管混凝土X形柱节点受力优化分析

doi: 10.13206/j.gjgS24102201
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51978664)。

详细信息
    作者简介:

    韩文星,硕士,工程师。

    通讯作者:

    丁发兴,博士,教授,主要从事钢-混凝土混合结构研究工作,dinfaxin@csu.edu.cn。

Optimization Analysis of the Mechanical Properties of CFST X-Shaped Column Joints for Indirect Cooling Towers

  • 摘要: 热电厂间冷塔下部支撑结构采用钢管混凝土X形柱的形式,这种结构形式因其优良的承载能力和抗震性能,在实际工程中得到了广泛应用。然而,X形柱在中部节点以及上部和下部节点的力学性能,尤其是钢管应力水平与界面滑移问题直接关系到结构的安全性与耐久性。因此,对其节点性能进行深入分析具有重要的理论意义与工程应用价值。基于约束混凝土的塑性-损伤模型和钢材的弹塑性强化模型,采用ABAQUS有限元分析软件建立了钢管混凝土X形柱的三维壳-实体单元精细化计算模型。在建模过程中,细化了节点区域的构造细节,包括内竖隔板、拉筋、外竖隔板和外环板等构件的布置情况。同时,为确保模型的准确性,参考了现有的钢管混凝土X形柱中部节点受力试验数据,通过对比分析验证了模型的可靠性。通过对不同节点构造措施的数值模拟,详细分析了内竖隔板、拉筋、外竖隔板和外环板对钢管混凝土X形柱中部节点的钢管应力水平及界面滑移的影响。研究结果表明:1)钢管混凝土X形柱的中部节点主要承受轴压力,由于其由两个半圆钢管连接且不封闭,导致钢管的应力水平较高。通过布置内竖隔板,可以显著降低钢管的应力水平,增强节点的承载能力,改善中部节点的力学性能。2)在上部和下部节点区域,由于弯矩较大,界面滑移成为主要问题。通过布置拉筋,可有效减少界面滑移,提高节点的整体稳定性,优化节点构造措施是改善钢管混凝土X形柱性能的重要途径。基于约束混凝土塑性-损伤模型和钢材弹塑性强化模型,建立了钢管混凝土X形柱的设计优化模型,为间冷塔支撑结构的安全性与耐久性研究奠定了基础。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-10-22
  • 网络出版日期:  2026-04-10
  • 刊出日期:  2026-02-22

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