钢管混凝土柱%&'环梁节点及其应用

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1、第!!卷第"期建筑结构#$$!年"月钢管混凝土柱%&’环梁节点及其应用钱稼茹周栋梁方小丹（清华大学土木工程系北京($$$)*）（汕头市建筑设计院+(+$!(）［提要］介绍了钢管混凝土柱%混凝土环梁节点的构造和基本受力机理，以及!,个节点模型、(个足尺节点单调加载试验结果和(*个节点模型在低周反复荷载作用下的试验结果。试验结果表明，通过合理设计，环梁节点能有效地传递框架梁端的剪力和弯矩，具有良好的变形能力和耗能能力，可以实现“强节点、弱构件”的抗震概念设计。简要介绍了环梁节点的设计方法及其在房屋建筑中的应用。［关键词］钢管混凝土柱混凝土环梁节点试验房屋建筑-./0/123452601./7

2、25389/8.263824:;<:/;13/5<=1./51//41>7/8<6=36/08<68;/1/8<4>96260;/36=<;8/08<68;/1/;36?7/29@<3612;/361;<0>8/0A-/51;/5>415<=!,@<3619<0/45260<6/=>445824/@<361>60/;9<6<1<638368;/25/04<2036?25B/44251/51;/5>415<=(*@<3619<0/45>60/;8C8438421/;244<2036?2;/:;/5/61/0A-.//D:/;39/6124;/5>4153603821/1.211./:;<:

3、/;0/53?6/0;36?7/29@<3618261;265=/;1./=;29/7/295./2;2609<9/61/==/813E/4C2601./@<361.25/D8/4%4/610/=<;9213<682:2831C260/6/;?C03553:213<682:2831CA-.//2;1.F>2G/;/5351268/0/53?68<68/:1<=51;<6?8<66/8%13<6260B/2G9/97/;8267/28.3/E/0A-./0/53?69/1.<02601./2::438213<6<=1./@<3612;/7;3/=4C361;<0>8/0A!"#$%&’(：

4、51//41>7/8<6=36/08<68;/1/8<4>96；;/36=<;8/08<68;/1/;36?7/29；@<361；/D:/;39/61；7>34036?5目前，用于我国房屋建筑中的钢管混凝土柱与混凝土梁连接节点的主要形式有：上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿%环梁组合节点、钢筋混凝土环梁节点［#%(+］等。这些节点形式各有优越性和不足，都已有一定的试验研究。钢筋混凝土环梁节点的构造如图(所示。在环梁图(钢筋混凝土环梁节点高度范围内，沿钢管周圈贴焊一道（或两道）钢筋作为抗剪环，无需穿心牛腿等构件；钢管内、外不用加劲环，#H梁端弯矩

5、传递不影响钢管内混凝土浇注；环梁钢筋笼无方向性，在地框架梁端弯矩作用于环梁上，使环梁产生扭矩。面绑扎，高空就位方便。当框架梁端为负弯矩时，环梁下端挤压钢管混凝土柱，一、环梁节点受力机理其反作用力将产生对环梁的抵抗扭矩，这将大大降低(H梁端剪力传递对环梁的抗扭要求。楼板在平面内对环梁上部有很大框架梁梁端剪力传递到钢管混凝土柱，主要通过的约束作用，减小了扭转产生的环梁与柱之间的相对三个途径。途径之一为通过环梁混凝土与抗剪环之间脱离，由变形与内力关系可知，环梁的扭矩也会进一步的局部承压作用力，将剪力由环梁传递到抗剪环上，并减小。框架梁端为正弯矩时，略为不利，因为没有楼板通过抗剪环与钢管间的焊缝

6、将剪力传递到钢管上，由的约束作用。于抗剪环钢筋直径一般不大，由剪力引起的对钢管壁对环梁传递弯矩的机理更为简明的解释是：框架的局部弯矩很小；途径之二为环梁混凝土与钢管之间梁的梁端负弯矩分解为环梁上部和下部的一对拉力和的粘结作用；途径之三为梁端弯矩引起环梁上（或下）压力，拉力由环梁上部环筋与楼板共同承担，压力由环端挤压钢管混凝土柱而产生的静摩擦力。一般情况梁下部的混凝土承担并传递扩散至钢管混凝土柱上。［($］下，静摩擦力很大，可以满足抗剪要求；粘结作用力虽试验证明，这一设想与实际受力情况基本吻合。然也很大，但在地震作用下难以保证，一般不予考虑，二、环梁节点试验研究仅作为安全储备；抗剪环的作用

7、力可以保证，设计时以为了研究环梁节点的受力特性、抗震性能和设计抗剪环的作用力为主进行抗剪验算。方法，进行了一系列钢管混凝土柱%环梁节点的试验研I$究。主要研究环梁配筋、框架梁配筋、环梁尺寸、框架梁尺寸以及楼板对节点受力性能的影响。!"模型静力试验及足尺节点静力试验先后完成了两批共#$个节点试件单调加载试［!%］验，第一批试件的钢管直径以!#&&为主，第二批钢管直径以!’&&为主；结合实际工程，完成了一个足尺图#荷载-位移曲线图,荷载