考虑轴力与底板约束的埋入式钢柱脚刚度模型

作者：赵宪忠; 许晓旭; 闫伸^*

来源：哈尔滨工业大学学报, 2023, 1-11.

• 埋入式柱脚
• 转动刚度
• 埋深
• 轴力
• 底板约束
• Timoshenko梁
• Winkler地基

为准确预测埋入式（特别是浅埋）钢柱脚节点的初始转动刚度，将柱脚的埋入段简化为地基梁，基于初参数法完善考虑轴力影响的Winkler地基上的Timoshenko梁理论，提出受锚栓和混凝土约束的柱脚底板转动刚度的计算方法，进而建立可以综合反映柱脚埋深、埋入段剪切变形、钢柱轴力、底板约束影响的埋入式钢柱脚转动刚度模型。基于已验证的有限元模型进行参数分析，研究埋深比、轴力和锚栓布置对柱脚转动刚度的影响。与有限元结果的对比表明，提出的刚度模型较过往文献中理论模型具有更高的精度和更好的适用性，尤其是对于埋深比在0.5～1.5的浅埋柱脚节点。理论与有限元结果表明：埋深比较小时，柱脚转动刚度随埋深比的增加快速增大，而埋深比增加到一定程度后，其对转动刚度几无影响；柱脚转动刚度随钢柱轴压力增加呈增大的趋势；对于浅埋柱脚节点，底板约束对其转动刚度的影响较大，而随着埋深的增大，其影响逐渐减小；底板转动约束对埋深比小于1.5的节点刚度具有显著影响，当埋深比增大至2.5，其影响可以忽略。

• 单位
  土木工程学院; 同济大学; 土木工程防灾国家重点实验室