柱钢管非贯通式矩形钢管混凝土柱

《柱钢管非贯通式矩形钢管混凝土柱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、柱钢管非贯通式矩形钢管混凝土柱第一章绪论1.1前言钢管混凝土柱是在钢管中填充素混凝土，将两种不同性质的材料组合起来而形成一种构件，按照截面形式的不同，可以分为圆钢管混凝土柱、方钢管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱等。钢管混凝土结构是在混凝土结构和钢结构的基础上发展而来的，拥有混凝土结构和钢结构所不具备的优点，广泛运用于高层建筑、工业厂房等重载结构中。相比混凝土结构，钢管混凝土核心区混凝土受到钢管约束，处于三向受力状态，其强度、延性都有较大程度的提高，钢管的约束作用与钢管壁厚、材料强度和钢管形状等有关，圆形钢管对核

2、心区约束效果最好。采用钢管混凝土结构能够有效解决胖柱问题，节约使用面积，更加灵活地进行结构布置。在广州好世界广场项目中[1]，采用钢管混凝土柱后，柱截面由1800mm1800mm减小为裙楼700mm、主楼1100~1200mm。在抗震性能方面，钢管混凝土构件具有良好的塑性和变形能力，试验结果表明钢管混凝土构件滞回曲线饱满，刚度下降不明显，能有效耗散地震能量，采用钢管混凝土，能减小截面尺寸，降低结构自重，这对于减小地震作用也是十分有利的，同时上部结构自重降低，还可以减少基础造价。钢管混凝土的极限压应变是普通钢

3、筋混凝土构件的几倍甚至几十倍，故在合适的套箍指标内，不需要像普通混凝土柱那样，通过控制轴压比来控制其延性。同时，在施工过程中，钢管可以当作浇捣柱混凝土的模板，直接在钢管内浇捣素混凝土，能排除普通混凝土柱中钢筋笼的干扰，有利于保证混凝土浇筑质量，同时钢管混凝土柱没有保护层，能更加合理利用混凝土。工程实践还表明在相同承载力情况下，钢管混凝土柱的造价略低于普通混凝土柱[1]，柱钢管能作为模板使用，节约大量支模、拆模工时和费用。相比钢结构，钢管混凝土结构具有良好的耐火性能，在钢管内填充混凝土，使构件截面刚度变大，有

4、利于克服钢结构整体失稳的缺点；混凝土可以当作是钢管壁的侧向支撑，有利于克服钢结构局部失稳的缺点。同时钢管混凝土结构也降低了结构的用钢量，节约建造成本。........1.2钢管混凝土柱-混凝土梁节点研究现状钢管混凝土柱-梁节点按照节点传递弯矩的能力可以分为刚性节点、半刚性节点和铰接节点，刚性节点能够传递全部弯矩，半刚性节点只能传递部分弯矩，铰接节点不能传递弯矩。在实际工程中，完全的刚性节点和铰接节点都是不存在的，所有的节点均为半刚性节点。节点刚度越大，节点传递弯矩的能力越强，柱能够更好地参与弯矩分配，有利于

5、减小梁跨中弯矩，也可以增强整个结构的整体刚度。铰接节点不能传递弯矩，虽然有利于减小梁端弯矩，但可能会导致梁端上部因转动过大而出现裂缝，梁跨中弯矩也会增大，不利于材料的合理利用，同时结构的整体刚度也会降低。因此，实际工程中除了要保证节点的承载力外，还应该适当提高节点刚度。钢管混凝土柱-梁节点按照柱钢管在节点处是否断开可分为柱钢管不断开节点，柱钢管部分断开节点，柱钢管全断开节点。不断开节点即钢管柱直通，钢管在节点处不断开，有利于保证柱的整体性，但梁纵筋直接贯通困难，保证梁的整体性较难；完全断开节点即柱钢管在节点

6、处完全断开，不利于保证柱的整体性，但可以使梁纵筋直接贯通，使梁、柱和节点的混凝土成为一个整体；部分断开节点即柱钢管在节点处开孔，让梁纵筋或者钢牛腿等通过，能较好地保证梁、柱的整体性，但其施工难度大。三种节点形式各有优劣，但均可以采用一定的措施来保证节点的承载力和刚度。钢管混凝土柱-梁节点按梁的类型可分为钢管混凝土柱-预制梁节点、钢管混凝土柱-钢梁节点、钢管混凝土柱-组合梁节点和钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点，国外工程大多采用钢管混凝土柱-钢梁节点，对钢管混凝土柱-混凝土梁节点研究较少。钢管混凝土柱-钢筋混凝

7、土梁结构具有较好的经济性，在国内被广泛采用，本文研究的新型节点即属于钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点。众多学者对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点进行了大量的研究，主要包括芯柱节点、钢筋混凝土环梁节点、钢筋贯通式节点、穿心牛腿节点、钢筋环绕式节点、分层式节点等，下文将对有代表性的主要研究成果进行综述。......第二章试验研究2.1概述针对新型节点轴压性能研究，本课题组已有研究人员进行了第一批试验研究，第一批试验结果表明该节点具有较高的承载力和延性，同时施工方便，在工程应用中具有一定的优势。但该批试件混凝土强度过

8、低，标准立方体抗压强度为15.3MPa，且没有考虑混凝土强度的变化。为了弥补第一批试验的不足，同时为了更加深入地对节点轴压性能进行研究，进行了第二批轴压试验。考虑到第一批试验结果表明，试件宽度系数（即环梁宽度与加载板尺寸的比值）和构造箍筋对承载力影响不明显，而水平钢筋网配筋率和试件高度系数（即试件高度与加载板尺寸的比值）对承载力影响较明显，因此，在试件设计过程中，本文主要对试件高度系数和钢筋网配筋率两个参数进行变