方钢管混凝土柱-组合扁梁连接节点力学性能研究

《方钢管混凝土柱-组合扁梁连接节点力学性能研究》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、第25卷第3期华中科技大学学报(城市科学版)Vo1．25NO．32008年9月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Sep．2008方钢管混凝土柱一组合扁梁连接节点力学性能研究毛小勇，高晓莹，陈春杨(苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室，江苏苏州215011)摘要：将方钢管混凝土柱与组合扁梁结合，构成一种新型、高效的住宅钢结构体系。在已有节点研究的基础上，结合翼缘非对称式组合扁梁的特殊性，提出了一种新的节点构造形式。建立了节点承载力计算的塑性铰线模型，推导了塑性铰线的承载力，得到了受拉翼缘的极限拉力，并最终确定了节点的承载力计算方法。为验证上述模型的准确性，对

2、节点进行了有限元分析。塑性铰线模型与有限元分析结果吻合良好，设计方法可供工程设计参考。关键词：组合扁梁，钢管混凝土柱，塑性铰线，抗弯承载力中图分类号：TU398+．9文献标识码：A文章编号：1672—7037(2008)03—0061—04组合扁梁是将现浇混凝土板、预制混凝土板种住宅结构体系，方钢管混凝土柱一组合扁梁节或深肋压型钢板搁置于钢梁下翼缘(或腹板支托)点的构造还需要考虑以下几方面问题¨：(1)钢而形成的组合截面形式，具有截面高度小、防火管混凝土柱的截面一般不会太大，出于施工方便和抗锈蚀性能好、钢梁出平面不易失稳等优点。和节点区混凝土的浇筑质量的考虑，不宜在内部方钢管混凝土

3、柱具有抗弯刚度大、施工方便、经设置锚固件或隔板；(2)本文采用的组合扁梁上、济效果显著等优点。将组合扁梁与方钢管混凝土下翼缘不对称，受拉翼缘面积偏小，在支座负弯柱结合，可形成一种新型、高效的住宅结构体系。矩作用下，受拉区混凝土开裂失去作用，一般需国外对预制叠合板式组合扁梁及上翼缘带压痕的要设置负弯矩受拉钢筋，钢筋的锚固是一个比较深肋压型钢板组合扁梁进行了较为深入的研究重要的问题；(3)组合扁梁截面一般不会太高，[1-41。在我国，为满足轻钢住宅设计中降低层高的受力不会太大；(4)为方便在住宅体系中推广使需要，清华大学于2000年开始着手组合扁梁楼盖用，节点构造应简捷、方便施工。的研

4、究，并结合国内的工程实际推出了叠合板组综合上述特点，参考现有的方钢管混凝土柱合扁梁楼盖L5J。对方钢管混凝土柱，国、内外进一钢梁连接节点形式，本文给出的方钢管混凝土行了大量的研究工作【9’]，计算方法已十分成熟。柱一组合扁梁连接节点构造，如图1所示⋯J。相对而言，对组合扁梁与柱连接节点的研究却很少；同时，由于组合扁梁多采用非对称截面形式，2塑性铰线模型其节点连接及构造具有自身的特点。因此，有必要对其节点性能进行深入研究，以促进这一结构节点处剪力通过腹板传递给钢管壁，只需验体系的推广使用。算扁梁腹板与钢管壁之间连接焊缝的强度即可。弯矩在扁梁上、下翼缘分别产生拉力和压力，并1节点构造通

5、过加强环板传给钢管壁。对于压力而言，可通过钢管壁承压传递给内部的混凝土，一般没有太方钢管混凝土柱与钢梁的连接节点主要有以大问题(因混凝土的抗压强度较大)；而拉力由加下几种形式：内隔板式、外隔板式、钢梁贯穿强环板及钢管壁与混凝土之间的粘结力承受。由式、穿心螺栓式和锚定式。这些节点形式在某些于钢管壁与混凝土之间的粘结力较小，拉力作用方面可以为组合扁梁的节点提供参考。但作为一可能造成钢管壁与混凝土的分离，此时如果加强收稿日期：2008—03—05作者简介：毛小勇(1974一)，男，湖北房县人，副教授，博士，研究方向为组合结构，maoxiaoyong@yeah．net。基金项目：2006年

6、建设部科技计划项目(06一K3—19)。·62·华中科技大学学报(城市科学版)2008年环板强度不足，则加强环板和钢管壁在拉力的作节点承载力的决定因素，其破坏模式是问题的关用下会产生破坏。因此受拉翼缘侧加强环板成为键。说明1．钢管壁与加强环板之间为对接焊缝；2．加强环板及上翼缘连接板与钢梁之间为对接焊缝；3．钢梁腹板与钢管壁之间为角焊缝或对接焊缝：4．负弯矩钢筋锚板与连接板、钢筋与锚板之间为角焊缝5．圆圈中数字代表的构件或板件意义如下：卜⋯钢管混凝土柱；2-⋯钢扁粱；3--一加强环板4一一上翼缘连接板：5一一负弯矩钢筋锚固板；6一一负弯矩钢筋；7一一连系梁厂④。／＼厂@／，I一／●

7、甲一＼J——L＼。2-2图1钢管混凝土柱一钢梁连接节点构造考虑到扁梁上、下翼缘均受到组合板的侧向受拉翼缘的宽度，8为柱截面宽度(取钢板壁中支撑，一般不会发生失稳破坏，故此处重点解决心线之间的距离)，ts为加强环板厚度，h为加强节点的强度问题。同时，在支座负弯矩作用下混强环板宽度。凝土板受拉开裂，且混凝土和方钢管混凝土柱之l2间没有牢固的连接，故在计算节点承载力时忽略节点处混凝土板的作用，近似按钢梁考虑。对于＼s6／I负弯矩钢筋，可将其拉力并入钢梁上翼缘。l1●本文首先