钢_混凝土组合结构梁柱节点承载力试验研究_张莉若
钢-混凝土组合节点受弯承载力实验性能研究
构形式， 集钢 与混凝上材料 的优点于一身， 由于有较好的刚度、 稳定性 、 防火防锈性等 优势 ，使得它在桥梁结构 中有着广 阔的应 用 前 景 。 武 汉长 江 火桥 卜层公 路 桥 就 已经
采 用组 合梁 结 构 。
从 图中可以看出 ，高强螺栓在纵 向钢 筋 没 有 屈 服 前 受 力 并不 大 。 当纵 向钢 筋 屈 服后 ，位于塑性中和轴 以上的高强螺栓受 力明显增大 ，其极限应 变值远远大于屈服 应变值。可见由于混凝土板 内纵 向钢筋远 离 截 面 塑 性 中 和轴 ，纵 向钢 筋 已经 成 为组 合节 点参与受拉 的主要部 件。
在试验过程 中，分别用电阻应变片测 量 纵 向钢筋 、板表 面混 凝土 、 型钢 、高 强螺栓等应 变；用位移计测位移 、相对滑 移 ， 同时 在 混 凝 土 表 面 用 应 变 片 捕 捉混 凝 上板的裂纹 ，之 后用读数 显微镜测量裂缝 宽 度。
下 面 给 出试 验 结 果 ， 以期 得 到 组 合 节 点 受 弯 承 载 力性 能 的 相 关规 律 。
维普资讯
一
１ ）纵向钢筋对组 合节 点性 能的影 响
图 ３为六 个 组 合 节 点试 件的 弯 矩 一转 角 （ 一 ） 曲线 性 能 比 较 图 ，从 图 中 Ｍ
受弯承载 力实验性能研究
陈美仁 ’ 郑志平 蒋 月辉 ’ 王雨权
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图３ 试件 Ｍ一 曲线 比较
图５ 荷载 一应变关系曲线
钢结构混凝土柱抗震性能试验研究
钢结构混凝土柱抗震性能试验研究一、研究背景随着现代建筑业的发展，钢结构混凝土柱成为了一种常见的结构形式。
在地震发生时，建筑物的抗震性能直接关系到人们的生命财产安全。
因此，研究钢结构混凝土柱的抗震性能具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究目的本研究旨在通过试验研究钢结构混凝土柱的抗震性能，探讨其受力性能和破坏机理，为钢结构混凝土柱的设计和应用提供理论依据和技术支持。
三、研究内容1.试验对象本研究选取了4根钢结构混凝土柱作为试验对象，其中包括2根普通钢结构混凝土柱和2根加筋钢结构混凝土柱。
2.试验方案试验采用静力加载的方式进行。
在试验中，分别对试验对象进行纵向压力和水平力的加载，记录试验过程中的变形和破坏情况，分析试验结果。
3.试验结果分析对试验结果进行分析，重点关注试验对象的受力性能和破坏机理，探讨钢结构混凝土柱的抗震性能。
四、试验方法1.试验设备本研究采用了万能试验机、位移传感器、应变传感器等试验设备，用于测量试验对象的受力变形和应力变化。
2.试验流程(1)试验前准备：对试验设备进行检查、校准，准备试验对象。
(2)试验过程：采用静力加载的方式对试验对象进行纵向压力和水平力的加载，记录试验过程中的变形和破坏情况。
(3)试验后处理：对试验结果进行分析，得出结论。
五、试验结果1.试验对象的受力性能通过试验，得出试验对象的载荷-位移曲线，分析试验对象的受力性能。
结果表明，在纵向压力作用下，普通钢结构混凝土柱的承载能力较弱，易发生侧向位移破坏，而加筋钢结构混凝土柱在承载能力和抗震性能方面都表现出较好的性能。
2.试验对象的破坏机理通过试验，观察试验对象的破坏模式和破坏部位，分析试验对象的破坏机理。
结果发现，在纵向压力和水平力的复合作用下，普通钢结构混凝土柱易发生扭曲破坏和侧向位移破坏，而加筋钢结构混凝土柱的破坏模式以轴心压力破坏为主。
六、结论通过试验研究，得出以下结论：1.钢结构混凝土柱的抗震性能受到结构形式和加筋方式的影响。
钢管混凝土结构梁柱节点受力性能试验研究的开题报告
钢管混凝土结构梁柱节点受力性能试验研究的开题报告
1. 研究背景和意义
随着工业化、城市化的发展，钢管混凝土结构已成为一种广泛应用的新型结构体系，其具有重量轻、强度高、防震性能好、可塑性好等特点，深受工程界的青睐。
建筑物的主要承载部位是梁柱节点，因此梁柱节点的受力性能也成为了钢管混凝土结构研究的重要内容。
本课题旨在研究钢管混凝土结构梁柱节点受力性能，以期为工程实践提供可靠的理论依据。
2. 研究内容和方法
本课题将选择钢管混凝土结构梁柱节点为研究对象，通过理论分析和试验研究的方式，探究钢管混凝土结构梁柱节点的受力性能。
具体内容包括：
（1）钢管混凝土梁柱节点应力分布规律的理论分析；
（2）钢管混凝土梁柱节点力学性能试验的设计和开展；
（3）试验数据的分析和研究，针对不同情况下节点的破坏模式和承载能力进行探究。
研究方法包括：文献研究、理论分析、试验研究等方法。
3. 研究预期成果
（1）揭示钢管混凝土梁柱节点力学特性及其影响因素，为钢管混凝土结构的设计提供理论支撑；
（2）建立钢管混凝土梁柱节点力学性能试验方法，为工程实践提供实验依据；
（3）获得一批关于钢管混凝土梁柱节点受力性能的试验数据。
4. 预期研究结果的应用前景
本课题研究结果将为钢管混凝土结构设计提供可靠的理论依据和实验数据，提高工程设计的可靠性，降低工程建设的风险，具有广泛的应用前景和重要的社会意义。
基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点研究进展分析
安徽建筑中图分类号：TU973+.1文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）3-0062-06DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.3.023１引言近年来，随着建筑领域的不断发展和创新，梁柱节点作为结构设计的关键组成部分备受关注。
梁柱节点是建筑结构中至关重要的组成部分，承载着连接梁和柱以及传递和转移荷载的重要任务[1]。
国内外学者对梁柱节点开展了大量的研究工作，并研发了多种节点连接形式。
新材料的应用、优化设计方法的发展和先进的施工技术的引入，都为梁柱节点的开发和应用提供了新的可能性。
钢管混凝土柱可充分发挥外包钢管和内填混凝土两种材料的优势，具有强度高、塑性好、抗震性能优越和施工便捷等优势[2-3]，广泛应用于高层建筑、大跨空间结构、桥梁工程和工业建筑等领域。
目前钢管混凝土柱-钢梁连接节点在工程领域得到了系统的研究和成熟的应用。
然而，随着结构跨度的增大或者荷载的增加，型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁及其预应力梁因建造成本较低等原因常与钢管混凝土柱连接，形成新型结构体系。
其梁柱混合连接节点的设计和施工依然存在挑战，需要设计师和工程师不断探索和实践，以确保梁柱节点的可靠性和安全性。
为此，本文综述了此类梁柱混合节点的连接类型、试验研究、数值模拟、理论分析及其工程应用，并进一步拓展了梁柱混合节点研究内容，为理论研究和工程应用提供技术支撑。
2基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点为了使钢管混凝土组合结构能够更好地应用于土木工程领域，国内外学者研发了基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点，主要包括三种节点类型，即钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点、钢管混凝土柱-型钢混凝土梁混合节点和钢管混凝土柱-预应力混凝土梁混合节点。
2.1钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接形式主要分为加强环式节点、钢筋贯通式节点、环梁式节点、螺栓连接式节点等。
目前，针对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点的研究已较为成熟，很多学者对该类节点进行了试验分析与理论计算，同时对该类节点进行了有限元模拟，根据参数分析结果提出了相应承载力简化计算模型和设计方法。
钢管混凝土柱—环梁节点抗震性能的试验研究
钢管混凝土柱—环梁节点抗震性能的试验研究作者：刘静来源：《建材发展导向》2014年第03期摘要：当前钢管混凝土柱-环梁节点这种新型的节点正在被人们所大量应用，文章将对他的抗震性能的试验进行详细说明。
即通过有限元法研究该环梁节点处于低周反复载荷作用下发生的变化，分析其破坏形态、节点缝隙变化状态和梁端弯矩转角的滞回曲线。
进而得出试验结论：钢管混凝土柱-环梁节点的混凝土柱与环梁节点相对独立，环梁节点处于破坏形态下一般并不影响其承载力。
关键词：钢管混凝土；节点；钢管混凝土环梁；破坏形态本文介绍的钢管混凝土柱-环梁节点是一种新型环梁结构，其具体可以定义为：基于梁柱相对独立和抗震设计的一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱的连接方式。
该节点的设计思想是实现在地震中等水平低周往复作用下实现“强节点、弱构件”的抗震设计理念。
该环梁节点具体由三个部分组成，即钢筋混凝土环梁、钢管内侧柔性抗剪件和钢管外侧抗剪环，与传统的钢管混凝土和钢筋混凝土的节点结构有着较大区别。
由于其更为优越的受力性能，该节点已在高层建筑、桥梁和地下等建筑结构得到广泛应用。
然而虽然针对此类节点已经有过大量静力或动力的试验分析，但其抗震性能依旧有着一定的不确定性，因此对该节点的受力机理和破坏形态进行分析很有意义而且很有必要。
1 试验1.1 模型构建在本试验的模型构建中，各项设定具体为：1.1.1 本文中钢管混凝土柱-环梁节点的框架梁与环梁砼等级、框架梁和环梁主筋和箍筋分别设定为C30、二级钢筋和一级钢筋。
从图2中我们能够看到砼的应力-应变关系，它是由美国著名的学者E.Hogneste建议而产生的一个模型，他主要是利用数学中的抛物线来表示出两者之间的关系。
1.1.2 钢管混凝土柱-环梁节点中的管内核心砼等级设定为C50，其受压状态设定为三向受压状态，并对套箍系数f的影响做出充分分析，同时其本构关系设定为韩林海模型。
1.1.3 钢管混凝土柱-环梁节点中的钢管我们一般选择为Q235钢，钢材应力-应变关系设定是我们理想中的一种弹塑性模型，它是服从Vonmises的屈服准则，即：在有限元分析软件中表现为为双线性随动强化。
钢管混凝土结构梁柱节点受力性能循环加载实验方案
钢管混凝土结构梁柱节点受力性能循环加载实验方案1. 实验目的研究钢管混凝土结构梁柱节点在周期荷载作用下的基本表现和破坏机理；确定试件的顶底角钢、梁翼缘和腹板在周期荷载作用下的应力变化情况；研究该节点在周期荷载作用下的滞回曲线，确定不同宽度的梁翼缘对其滞回性能的影响；研究该种连接的耗能性能，初步建立起该种连接的滞回模型并确定模型的参数，为研究钢管混凝土结构梁柱节点在地震荷载作用下的性能提供理论依据和试验基础。
2. 试件及材料●试件L1钢梁：HN300X200X8X10 长度：1600mm 钢柱：200X200X10方管长度：1630mm 顶、底角钢：L160X100X12 长度：200mm 腹板角钢：2L100X10 长度：240mm 螺栓：8.8级摩擦型高强螺栓，直径20mm，接触面钢丝刷除锈处理。
●试件L2钢梁：HN300X200X8X10 长度：1600mm 钢柱： 200X200X10方管长度：1630mm 顶、底角钢：L160X100X10 长度：200mm 腹板角钢：2L100X8 长度：240mm 螺栓：8.8级摩擦型高强螺栓，直径20mm，接触面钢丝刷除锈处理。
●试件L3钢梁：HN250X200X8X10 长度：1600mm 钢柱：200X200X10方管长度：1630mm 顶、底角钢：L160X100X12 长度：200mm 腹板角钢：2L100X10 长度：170mm 螺栓：8.8级摩擦型高强螺栓，直径20mm，接触面钢丝刷除锈处理。
●试件L4钢梁：HN250X200X8X10 长度：1600mm 钢柱： 200X200X10方管长度：1630mm 顶、底角钢：L160X100X10 长度：200mm 腹板角钢：2L100X8 长度：170mm 螺栓：8.8级摩擦型高强螺栓，直径20mm，接触面钢丝刷除锈处理。
3. 试验设备和装置加载设备主要为：千斤顶一个、MTS作动器一个；加载反力装置为：1000KN 反力架两个；数据采集装置有：位移传感器3个、ye2539高速静态应变仪、应变片若干；4. 加载过程试验开始前首先在试件柱端施加不变的压载800KN ，主要是防止节点在受荷时其发生倾覆或水平位移，然后在梁端按图3所示的加载规则施加反复荷载。
型钢混凝土梁柱节点抗剪承载力研究
江 苏建 筑
２ １ 第 １期 （ ００年 总第 １２期 ） ３
型钢混凝土梁柱节点抗剪承载力研究
高伟 ． 忠 范 陈
（ 东南大学 混凝土及 预应 力混凝土 结构教 育部重点 实验 室 ， 江苏 南京
பைடு நூலகம்
２０ ９ ） １０ ６
［ 摘 要】 文章根据型钢混凝土节点的受力机理， 分析了节点的抗剪承载力计算的方法。在已有的节点试验资料基础上，
【 关键 词］ 型钢混凝土； 节点； 抗剪承载力； 计算公式 【 中图分类￣］Ｕ ７ ． ［ Ｔ ３ ５１ 文献标 识码］ 【 Ａ 文章编号］０ ５ ６ ７ ｛０ ０ ０ — ０ ４ ０ ｌ０ — ２ ０ ２ １ ｝１ ０ １ － ４
Ｒｅｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ａ ｐ ｃｔ ｆＳ ｅ ｌＲｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｃｏ ｃ ｅｅＢｅ ｍ－ ｌｍｎ Ｊ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｅ ｒ Ｃａ ａ ｉ ｏ ｔｅ ｉ ｆ ｒ ｅ ｎ ｒ ｔ ａ Ｃｏｕ ｏｎ ｙ
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T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点抗震性能研究
一、引言
一、引言
随着建筑行业的不断发展，各种新型结构体系和材料应运而生。T形钢管混凝 土组合柱作为一种新型的组合结构，因其具有优良的承载能力和结构性能，已广 泛应用于高层建筑和桥梁工程中。为了充分发挥T形钢管混凝土组合柱的优点， 提高整个结构的抗震性能，研究其与钢梁连接节点的抗震性能显得尤为重要。
1、节点具有良好的承载力和刚度，能够有效抵抗地震作用；
尽管本次演示在T形钢管混凝土组合柱与钢梁连接节点的抗震性能方面取得了 一些有意义的成果，但仍存在以下不足之处：
1、实验样本数量有限，可能存 在一定程度的试验误差；
2、未能考虑节点在复杂应力状 态下的性能表现；
2、未能考虑节点在复杂应力状态下的性能表现；
3、损伤演化
3、损伤演化
通过对实验和模拟结果的细致分析，发现节点在地震作用下的损伤主要集中 在钢梁与混凝土界面处。由于该处存在应力集中现象，导致材料产生裂缝。然而， 这些裂缝在地震过程中能够较好地闭合，表明节点具有较好的损伤容限和修复能 力。
五、结论与展望
五、结论与展望
本次演示对T形钢管混凝土组合柱与钢梁连接节点的抗震性能进行了深入研究， 得出以下结论：
二、文献综述
二、文献综述
近年来，国内外学者针对T形钢管混凝土组合柱和钢梁连接节点的抗震性能进 行了大量研究。主要研究内容包括节点承载力、刚度、滞回性能、疲劳性能等方 面。虽然已有研究取得了一定的成果，但仍存在以下问题：
二、文献综述
1、现有研究主要节点的静力性能，而对其在地震作用下的动力响应研究不足；
二、文献综述
2、实验研究范围主要局限于单个节点，缺乏对整个结构体系抗震性能的研究；
二、文献综述
3、在分析方法上，有限元模拟虽然得到广泛应用，但对其精度和可靠性仍有 待进一步验证。
型钢混凝土柱-钢梁节点受力性能研究的开题报告
型钢混凝土柱-钢梁节点受力性能研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着建筑结构设计理念的不断变革，结构形式日益多样化，近年来，型钢混凝土结构由于其良好的受力性能、较好的经济性和建造便利性成为了研究的热点。
型钢混凝土结构由型钢与混凝土组合而成，相对于传统结构，具有更好的耐久性、更好的减震性和更好的抗震性能。
型钢混凝土柱-钢梁节点是型钢混凝土结构中的重要连接部位，连接是否牢固直接影响到结构的整体性能。
同时，节点处增加了材料的局部应力集中现象，导致节点处的结构受力情况往往更为复杂。
因此，在型钢混凝土柱-钢梁节点处研究受力性能，对于优化结构设计、提高结构抗震性能具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过对型钢混凝土柱-钢梁节点的受力情况进行研究，探讨其力学性能，分析节点处的应力分布和变形情况。
具体目标如下：1.研究型钢混凝土柱-钢梁节点的受力传递机制，分析节点受力性能。
2.探究节点处的应力分布情况，分析节点受力集中的情况，并提出减缓局部应力集中的方法。
3.分析节点处的受力变形情况，探究节点刚度和稳定性等问题，并提出优化构造设计的建议。
三、研究内容及技术路线研究内容：1. 通过文献调研、实验及数值模拟分析等方法，研究型钢混凝土柱-钢梁节点的受力性能。
2. 对实验数据和数值模拟结果进行分析与比对，得出节点处应力分布及变形情况等相关参数。
3. 提出优化构造设计的建议，为型钢混凝土结构的设计提供参考。
技术路线：1. 文献调研：通过对近几年国内外文献进行整理和分析，归纳总结型钢混凝土柱-钢梁节点受力性能的相关研究成果。
2. 实验研究：利用试验方法构建型钢混凝土柱-钢梁节点模型，进行静载试验，得到节点处的受力性能及应力变形情况等相关数据。
3. 数值模拟：利用ANSYS等有限元软件进行计算分析，得到节点处的应力分布情况。
四、预期研究结果1. 研究型钢混凝土柱-钢梁节点的受力性能，在深入了解节点受力性能的基础上，提出减缓局部应力集中的方法。
钢筋混凝土梁柱节点受力性能分析
量 高透水性抛石 、 碎石 ， 所 以在钻孔过程中， 容易坍孔 。而泥 基坑开挖全部结束， 仅用 了 ２个月 。 浆护壁可 以充分利用泥浆与地下水之问的压 力差来控制水压
力， 达到防止坍孔、 确保孔壁的稳定的 目的。 ３ ． ４套管成孔工 艺 采用钢 套管跟进护壁成孔 的方式可 以解决泥浆护壁难 以 （ ３ ） 营造安全的周边 环境பைடு நூலகம்： 较低 的旋 喷桩 止水帷幕的渗透
（ ２ ） 剪摩擦机构。 水平箍筋受到 的拉力达到其屈服强度时， 有节点的核心区受力最为复杂 ， 极其容易发生破坏 ， 例 如顶层 核心区的混凝土沿对 角线 形成 剪切裂缝 ，并将核心混凝土 分 的中柱是一个 Ｔ型梁柱节点， 中层梁柱则是十字型梁柱节 点 ， 成两大块。其中一部分剪力由箍筋来承扭 ，而一部分剪力由 建 筑 的边 柱 存 在 着 Ｌ型 梁 柱 节 点 。 具 体 分 析 如 下 ： 两块混凝土斜裂缝处的摩擦 力抵消 。 Ｌ型节点： 梁柱的钢 筋全 部锚 固在 核心 区， 加载受荷后节 （ ３ ） 桁架机构 。在外荷载 作用下 ， 贯穿节 点的梁柱钢筋在 点将 承受张 开或 闭合 的弯矩 ， 使 纵筋 比较 容易发生锚同破坏 。
端部受到拉 、 压 力联合作用 ， 把大部分的应力通过钢筋与混凝 可以将柱外侧纵 向钢筋弯入梁 内作梁上部纵 向受力钢筋使用 ， 土 的粘结效应 以周边 “ 剪力流” 的形式进入节点 ， 从而使梁柱 亦可将梁上 部纵 向钢筋和柱外侧纵 向钢筋在顶层端节 点及 其
节点的核心 区处于纯剪切状态， 而承受主拉应力及主压应 力。 附近部位搭接 。接头可沿顶层端节点外侧及梁顶端布 置，搭 剪力场所产 生的斜向主压应力全部由节点区的混凝土来承担， 接长度 不小于 １ ． ５ １ ａ ， 其 中， 仲入梁休 内部的外侧纵向柱筋截面
混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究
混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究概述：混凝土结构在抗震设计中起着重要的作用。
而混凝土梁柱节点作为结构中的关键连接部位，其抗震性能对整个结构的安全性和稳定性具有重要影响。
为了研究混凝土梁柱节点的抗震性能，进行了一系列的试验研究。
一、试验设计：为了模拟实际工程中的情况，试验选取了常见的混凝土梁柱节点类型，并设置了不同的参数，如梁柱截面尺寸、纵向钢筋配筋率等。
试验采用了静力加载和减震加载两种方式，以模拟地震作用下的实际情况。
二、试验结果：通过试验，我们得到了混凝土梁柱节点在不同加载方式下的受力性能和破坏模式。
在静力加载试验中，节点的破坏主要表现为梁端剪切破坏和柱端剪切破坏。
而在减震加载试验中，节点的破坏主要表现为剪切破坏和弯曲破坏。
三、试验分析：通过对试验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 混凝土梁柱节点在地震作用下容易发生剪切破坏，因此在节点设计中应注重节点的剪切承载力。
2. 梁柱节点的弯曲性能对结构的抗震性能具有重要影响，应合理设计节点的弯曲承载力。
3. 柱端的加劲筋对节点的抗震性能具有重要影响，应根据实际情况合理设置加劲筋的数量和位置。
4. 混凝土梁柱节点的抗震性能受到纵向钢筋配筋率的影响，过高或过低的配筋率都会导致节点的抗震性能下降。
四、改进措施：根据试验结果和分析，我们可以提出以下改进措施来提高混凝土梁柱节点的抗震性能：1. 合理设计梁柱节点的截面尺寸和纵向钢筋配筋率，以提高节点的承载能力和延性。
2. 增加加劲筋的数量和设置位置，以提高节点的抗剪切能力。
3. 引入新型的抗震设计理念和技术，如减震装置和阻尼器，来提高节点的抗震性能。
五、结论：通过试验研究，我们对混凝土梁柱节点的抗震性能有了更深入的了解。
混凝土梁柱节点在抗震设计中具有重要作用，其合理设计和改进措施可以提高结构的抗震性能，保证结构的安全性和稳定性。
未来的研究可以进一步探索新型的节点设计理念和技术，以提高混凝土结构的抗震性能。
型钢混凝土梁柱空间节点受力性能及抗剪承载力计算研究
型钢混凝土梁柱空间节点受力性能及抗剪承载力计算研究目录1绪论 (1)1.1概述 (1)1.2型钢混凝土节点研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.2.3存在的问题 (4)1.3本文的研究内容 (4)2型钢混凝土梁柱节点弹塑性性能有限元分析 (6)2.1概述 (6)2.2试验概况 (6)2.2.1试件设计 (6)2.2.2加载方案 (8)2.3型钢混凝土梁柱节点有限元模型 (9)2.3.1材料本构模型 (9)2.3.2网格划分和相互作用 (12)2.3.3边界条件 (13)2.4模型有效性验证 (14)2.4.1破坏形态 (14)2.4.2混凝土应力状态 (15)2.4.3型钢应力状态 (16)2.4.4滞回曲线 (17)2.4.5骨架曲线 (19)2.4.6节点区剪切变形对比 (20)2.5本章小结 (21)3单向加载型钢混凝土空间节点抗震性能研究 (23)3.1概述 (23)3.2SRC空间节点有限元方案 (23)3.2.1模型尺寸设计 (23)3.2.2有限元模型 (24)3.3SRC梁柱平面与空间节点的抗震性能 (26)I3.3.1破坏形态 (26)3.3.2滞回曲线 (27)3.3.3骨架曲线 (29)3.3.4承载能力和延性性能 (31)3.4空间中节点抗震性能影响因素分析 (33)3.4.1楼板 (33)3.4.2轴压比 (34)3.4.4混凝土强度 (35)3.4.5型钢腹板厚度 (36)3.5本章小结 (37)4不同加载路径下SRC空间中节点滞回性能和损伤评估 (38) 4.1概述 (38)4.2加载路径 (38)4.3加载路径对空间中节点受力性能的影响 (39)4.4.1滞回曲线 (39)4.4.2骨架曲线 (41)4.4.3延性性能 (43)4.4.4耗能能力 (44)4.4.5刚度退化 (45)4.4SRC梁柱空间中节点的地震损伤评估 (47)4.4.1地震损伤模型 (47)4.4.2损伤模型适用性分析 (49)4.4.3加载路径对节点损伤的影响 (50)4.4.4配钢形式对节点损伤的影响 (51)4.5本章小结 (51)5SRC梁柱空间中节点抗剪承载力计算研究 (53)5.1概述 (53)5.2SRC梁柱空间中节点受力特点 (53)5.3空间中节点单向加载承载力计算 (53)5.3.1节点受力过程 (53)5.3.2计算模拟试件的极限剪力 (54)II5.3.3受力机理 (55)5.3.4抗剪承载力计算 (57)5.3.5相关系数的确定及实用公式提出 (61)5.4SRC梁柱空间中节点双向加载承载力计算 (62) 5.4.1加载角度对试件峰值荷载的影响 (63)5.4.2SRC空间中节点极限剪力的计算 (64)5.4.3空间中节点X与Y向抗剪承载力的关系 (65) 5.4.4节点抗剪承载力计算及其验证 (65)5.5本章小结 (66)6结论与展望 (67)6.1主要结论 (67)6.2问题及展望 (68)参考文献 (69)附录 (74)致谢 (75)IIIIV。
钢管混凝土对接节点连接方式及性能研究进展
钢管混凝土对接节点连接方式及性能研究进展摘要:介绍了钢管混凝土对接节点连接的研究背景,对钢管混凝土对接节点连接的方式进行了初步的分析,总结出钢管混凝土现有各种对接连接方式的优缺点,并举例说明了国内外对钢管混凝土对接连接研究的现状,最后提出研究中存在的一些问题。
关键词:钢管混凝土对接节点连接性能分析随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,在装配式的混凝土建筑方面的研究也在不断的升温中,预制钢管混凝土装配结构成为新型建筑结构体系,其已广泛运用于各种建筑物中。
装配式钢管混凝土结构中不可避免的存在大量对接节点的连接,这些钢管混凝土节点的受力性能直接决定结构的整体性能,钢管混凝土结构节点的的受力性能和抗震性能是该结构得以推广应用的关键技术问题和重要决定因素[1～4]。
钢管混凝土对接连接构造比较复杂,施工难度较大,难以保证完全等同于现浇结构,目前的研究和工程实践还不充分。
1 钢管及钢管混凝土现有连接方式简介(1)灌浆卡估技术连接主要是用套筒从外面直接套住管节点,套管可以是多瓣的也可以使两瓣的,它是用螺栓来加固套管的各瓣,再向套管与管节点之间存在的环形空间进行灌浆。
这种卡箍技术可以用来对接钢管混凝土节点。
在灌浆卡箍中,水泥浆与钢材的粘结和连接是传递荷载的惟一方式。
为了加强相互间的力传递作用,需在管件上焊上剪切键,并在灌浆前把所有的螺栓拧紧,以确保把荷载适当地传递给卡箍或连接件。
(2)焊接连接,钢管直接相关焊接节点具有杆件不多,传力路径明确,构造简单,建筑效果美观,在实际工程应用中不仅节省钢材和焊接工作,而且更易于维护保养,但是钢管焊接技术的要求较高。
(3)螺栓板节点的连接,螺栓板节点是一种半预制性质的节点,将一部分杆件预先焊接到上盖板上,到现场用螺栓将其它杆件和下盖板连接到一起。
该节点传力路径明确,力线汇交于一点,能够很好的符合计算模型。
与焊接板节点相比没有现场焊接工作,只需拧螺栓,有利于施工速度和质量。
(4)法兰式连接,法兰式连接可分平法兰、活法兰和卡箍法兰等几种,平法兰连接最常用,大小管径均可,其中小口径平法兰一般与带有法兰的管路附近相匹配;活法兰连接对介质温度变化较大的管道密封最实用;卡箍法兰连接用于安装过程中有困难的接口位置或需拆卸较多的部位。
钢筋混凝土柱受弯承载力试验及理论分析研究
钢筋混凝土柱受弯承载力试验及理论分析研究一、研究背景钢筋混凝土柱是结构工程中常见的承重构件，其在建筑物和桥梁等工程中广泛应用。
柱子的受弯承载力是柱子设计和结构安全评估的重要参数。
因此，对钢筋混凝土柱的受弯承载力进行试验和理论分析具有重要的理论和实际意义。
二、试验方法1.试验材料本次试验采用的钢筋混凝土柱材料为C30混凝土，钢筋采用HRB400级别的钢筋。
2.试验设备本次试验采用的试验设备包括：万能试验机、微机控制电液伺服系统、传感器等。
3.试验步骤（1）制作试件：按照设计要求制作钢筋混凝土柱试件，试件尺寸为150mm×150mm×600mm。
（2）试验前处理：在试验前，对试件进行表面清洁和测量，记录试件的尺寸和质量。
（3）试验装置和测试：将试件放置在试验机上，使用微机控制电液伺服系统进行试验，记录试件受力变化和变形情况。
（4）试验后处理：试验完成后，对试件进行表面和内部观察，记录试件的断裂形态和破坏位置。
三、试验结果根据试验数据和观察，得到了钢筋混凝土柱受弯承载力的以下结果：1.柱子的破坏形态为弯曲破坏，破坏位置在离柱顶一定距离的位置。
2.柱子的峰值荷载为XXXkN，荷载-位移曲线呈现出典型的韧性破坏形态。
3.柱子的受弯承载力为XXXkN，与理论分析的结果相符合。
四、理论分析1.梁柱弯曲理论根据梁柱弯曲理论，钢筋混凝土柱的受弯承载力可以表示为：P=0.8fcb×Ac+0.9fyAs其中，P为柱子的受弯承载力，fcb为混凝土抗压强度，Ac为柱子的截面积，fy为钢筋的屈服强度，As为钢筋的截面积。
2.试验数据与理论分析的比较将本次试验得到的试验数据与理论计算结果进行比较，可以得到以下结论：（1）试验数据与理论计算结果基本吻合，说明理论分析方法是可靠的。
（2）柱子的破坏形态和破坏位置与理论分析结果相符合。
（3）试验数据和理论分析结果的差异可能来自于试验过程中的一些不确定因素，如试验材料的不均匀性、试验设备的误差等。
一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点的抗震性能研究
performance
引言
全装配式混凝土框架结构是指全装配式混凝土梁和全装配式混凝土柱等预制构件运至施工现场后，梁
第41卷第3期 2021年6月
地震工程与工程振动
EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING DYNAMICS
Vol. 41 No. 3 Jun. 4021
文章编号：1000 -1301(2021)03 -0198 -12
DOI：10.13197/j. eeev. 2021.03. 19& hnangh. 022
HUANG Hai1, GONG Liangyong2, HU SSujnn1'2, GUO Qi1, XIONG Jingang1
(3 School of Civil Engineering ang Architecture, Nanchang University, Nanchang 333033 ,China; 2. Zhonghevy ConsUnctuion Gronp Co. , LtU. , Nagchang 330033 , China)
洞型抗剪连接键进行研究，以得到其受剪承载力和损伤模式。随后对基于合理分析模型、材料参数、
单元接触、边界条件与加载方式等分析方法的新型节点研究表明，在不同地震水平往复力作用下，组
合节点的滞回曲线表现为弹性,即未进入塑性和耗能。另外，在达到最大负向、正向位移时，抗剪连
接键、对穿螺杆和支撑连接板仍处于弹性状态，混凝土损伤值和损伤区域均较小，即该新型组合节点
钢-砼组合连梁与砼剪力墙节点承载力的试验研究与分析的开题报告
钢-砼组合连梁与砼剪力墙节点承载力的试验研究与分析的
开题报告
一、研究背景和意义
在高层建筑结构中，砼剪力墙和钢-砼组合连梁是常见的结构体系，其节点的安
全和可靠性直接影响建筑的整体稳定性。
目前，国内外已经在砼剪力墙和钢-砼组合连梁节点的设计上进行了大量的研究，但是在节点的承载力研究方面仍存在一定的不足。
因此，本文将从砼剪力墙和钢-砼组合连梁节点的承载力方面展开研究。
二、研究内容和方法
本文选取砼剪力墙和钢-砼组合连梁作为研究对象，通过模拟试验和数值模拟的
方法，研究两种结构体系在不同工况下的节点承载力。
具体研究内容和方法如下：
（1）设计试验样品，采用大型试验设备进行加载试验，实时记录试验数据，获
取节点的力、位移等信息，并进行数据处理和分析。
（2）将试验结果与数值模拟结果进行比对，验证数值模拟方法的准确性，进一
步改进数值模型，提高模拟精度。
（3）使用有限元软件建立砼剪力墙和钢-砼组合连梁的节点模型，进行数值模拟，模拟不同的加载工况，包括平面内受力、平面外受力、弯矩等等。
（4）对砼剪力墙和钢-砼组合连梁节点的承载力进行分析，探究不同参数对节点承载力的影响，包括砼强度、钢筋配筋、板厚度等。
三、预期成果和研究意义
（1）预期成果
本研究将通过试验和数值模拟的方法，得到砼剪力墙和钢-砼组合连梁节点承载
力的试验数据和数值计算结果，并探究不同因素对节点承载力的影响规律。
（2）研究意义
本文所研究的砼剪力墙和钢-砼组合连梁节点承载力，对于完善高层建筑结构的
节点设计、提高节点的安全性和可靠性具有重要意义。
同时，本研究还可以为相关部
门的规范制定提供参考依据。
空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力分析
空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力分析
朱成杰;唐兴荣
【期刊名称】《苏州科技学院学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2015(028)004
【摘要】空间钢构架是由横向或斜向缀条与纵向弦杆焊接而成的承重轻钢结构,具有一定的刚度和承载能力.采用空间钢构架约束梁柱节点域,形成空间钢构架混凝土梁柱节点.在空间钢构架混凝土梁柱节点试验研究的基础上,提出了空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力的计算公式,计算值和试验值吻合得较好,为空间钢构架混凝土节点的应用提供技术依据.
【总页数】5页(P37-41)
【作者】朱成杰;唐兴荣
【作者单位】苏州科技学院土木工程学院,江苏苏州215011;苏州科技学院土木工程学院,江苏苏州215011
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.考虑约束作用的空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力分析 [J], 朱成杰;唐兴荣;巩牧华
2.钢管混凝土梁柱节点抗剪承载力分析 [J], 徐梦琴;许成祥
3.偏心钢筋混凝土梁柱节点的抗剪承载力分析 [J], 刘莹
4.受尺寸影响的大尺度钢筋混凝土梁柱节点抗剪承载力研究 [J], 崔燕伟;刘晶波;费
毕刚
5.FRP抗震加固混凝土梁柱节点的受剪承载力分析 [J], 彭亚萍;王铁成;刘增夕;黄博升
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钢管混凝土组合柱轴压承载力研究
钢管混凝土组合柱轴压承载力研究迟耀辉;王立久【摘要】旨在研究钢管混凝土组合柱轴心受压时的基本性能.共进行了8个钢管混凝土组合柱的轴压试验.试验结果表明,组合柱具有较高的承载力和较好的延性.分析了钢管含钢率、套箍指标、箍筋体积配箍率等因素对组合柱强度和延性的影响.提出了钢管混凝土组合柱的简化计算公式.【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2008(000)011【总页数】3页(P6-8)【关键词】组合柱;钢管混凝土;轴压【作者】迟耀辉;王立久【作者单位】集美大学,工程技术学院,福建,厦门,361021;大连理工大学,土木水利学院,辽宁,大连,116024【正文语种】中文【中图分类】TU528.59引言钢-混凝土组合柱由于具有强度高、刚度大、延性好和良好的抗震耗能能力等特点而得到了广泛应用。
目前，主要的钢-混凝土组合柱形式有两种：钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱。
钢管混凝土组合柱是在钢骨混凝土柱与钢管混凝土柱的基础上发展而来的，它是将钢管混凝土布置在柱的核心，外面再包围一圈钢筋混凝土，形成钢管、管内混凝土和管外钢筋混凝土3种材料的组合。
其横截面如图1所示。
图1 组合柱横截面由于钢管对核心混凝土的约束作用，使钢管混凝土组合柱具有较高的承载力和较好的延性。
由于外层钢筋混凝土的保护作用，组合柱具有比钢管混凝土柱更好的耐火性和耐蚀性能，而且比钢管混凝土柱易于连接。
本文综合研究了套箍指标、箍筋体积配箍率等因素对组合柱承载力的影响。
通过对钢管混凝土组合柱受荷全过程的分析，给出了钢管混凝土组合柱轴压承载力的简化计算公式，该计算公式与试验结果符合较好。
1 试验情况1.1 试件制作试验共设计4组试件，每组相同的试件两个，其中3组为组合柱，1组为钢管混凝土柱，共8根。
构件尺寸见表1。
1.2 试验方法试件的强度试验在大连理工大学结构试验室3 000 kN压力试验机上进行，采用分级加载。
开始时，每级荷载为预计最大承载力的10 %左右；接近屈服荷载时，每级荷载为预计最大承载力的5 %左右。
型钢加固混凝土组合梁抗弯承载力的试验研究和理论分析的开题报告
型钢加固混凝土组合梁抗弯承载力的试验研究和理论分析的开题报告标题：型钢加固混凝土组合梁抗弯承载力的试验研究和理论分析一、研究背景和意义：钢筋混凝土组合梁结构具有优良的力学性能，但在工程实践中，由于外力荷载、施工质量等原因，组合梁可能出现损伤和裂缝，对结构的安全性造成一定的威胁。
因此，如何提高钢筋混凝土组合梁结构的抗震能力和承载能力成为一个热门的研究课题。
型钢加固混凝土组合梁是近年来发展起来的一种新型钢筋混凝土加固方案。
通过在混凝土组合梁顶部和底部固定型钢，可以提高组合梁的抗弯承载能力，提高结构整体的刚度和抗震能力。
因此，本研究旨在通过试验和理论分析，探究型钢加固混凝土组合梁抗弯承载力的影响因素和加固效果，为实际工程中的设计和施工提供参考。
二、研究内容：1. 设计和制作型钢加固混凝土组合梁试件，包括不同加固方案、不同型钢规格和不同荷载组合等多种试验条件，以满足不同的研究目的。
2. 进行静力试验，测量并分析型钢加固混凝土组合梁的受力性能和破坏模式，探究加固方案和型钢规格等因素对组合梁抗弯承载力的影响。
3. 基于混凝土力学和钢结构力学等理论分析型钢加固混凝土组合梁的受力机理和加固效果，建立理论模型，与试验结果进行对比验证。
三、研究方法：1. 设计和制作型钢加固混凝土组合梁试件，采取现场浇筑的方式制作混凝土梁体，不同的加固方案采用不同的型钢材料和尺寸，试验中设置多组不同荷载组合。
2. 进行静力试验，在试验过程中测量和记录试件的变形、应力和破坏模式等数据，并进行数据处理和分析。
3. 基于混凝土力学和钢结构力学等理论，建立型钢加固混凝土组合梁的受力模型和参数计算方法，与试验结果进行对比验证，评估加固方案的效果。
四、预期结果：通过本研究，预期可以获得以下科研成果：1. 型钢加固混凝土组合梁的抗弯承载力与型钢材料、加固方案等因素的相关性；2. 建立型钢加固混凝土组合梁的受力模型和计算方法；3. 探究型钢加固混凝土组合梁的破坏模式和结构性能，提高组合梁的抗震能力和承载能力；4. 为工程实践中的型钢加固混凝土组合梁的设计和施工提供参考和指导。
方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点受力性能研究的开题报告
方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点受力性能研究的开题报告一、选题背景组合梁结构广泛应用于建筑、桥梁等工程领域，其中钢与混凝土组合结构具有较好的力学性能，在工程实践中受到广泛关注。
但是，在实际工程中，组合梁结构的设计和施工中往往会存在诸多问题，其中，节点部位是组合梁结构中最重要的部位之一。
因此，对于组合梁节点的力学性能研究，对于组合梁的设计和施工都具有非常重要的意义。
本研究选取了方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点进行研究，旨在探究该节点的受力性能及其影响因素，提高该节点在实际工程中的应用。
二、研究内容1.通过对于国内外文献进行综述，探究方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的研究现状。
2.基于有限元软件，在ANSYS平台上建立方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的三维有限元模型，对其受力性能进行分析研究。
3.分别考虑节点处削弱梁的钢与混凝土比例、节点刚度和受力方式等因素，对方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点进行参数分析，探究其受力性能的变化规律。
4.通过理论计算与数值模拟相结合的方法，对方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的承载力和变形特性进行分析，完善该节点的设计和施工方法，提高该节点在工程实践中的应用水平。
三、研究意义本研究探究方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的受力性能及其影响因素，在理论和实践上对于组合梁结构的设计和施工具有重要的指导作用。
其贡献主要包括以下几点：1.为方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的设计提供更加科学的参数指导。
2.为相关工程实践提供技术支持，提高方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点在工程实践中的应用水平。
3.为组合梁结构的优化设计和施工提供参考，提升组合梁结构的整体性能和安全性能。
四、研究方法本研究主要采取理论计算与数值模拟相结合的方法，通过对于文献综述与有限元方法的理论分析，在ANSYS平台上建立三维有限元模型，考虑节点处削弱梁的钢与混凝土比例、节点刚度和受力方式等因素，开展参数分析，以探究方钢管混凝土柱-削弱梁端的钢与混凝土组合梁框架节点的受力性能及其影响因素。
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[文章编号]1002-8528(2003)05-0016-03钢-混凝土组合结构梁柱节点承载力试验研究张莉若,王明贵(中国建筑科学研究院,北京100013)[摘 要]/钢-混凝土组合结构住宅体系0中的主体结构由钢管混凝土柱与型钢混凝土梁组成,为检验这种梁柱节点设计构造的抗震性能,我们做了两个足尺节点拟静力试验,对钢-混凝土组合结构的梁柱节点承载力及变形性能进行了试验研究。
本文将介绍主要试验结果,为工程应用提供参考依据。
[关键词]钢-混凝土组合结构;节点承载力;变形性能[中图分类号]T U 398+.9;T U 312 [文献标识码]AEx perimental Research on Load-Bearing Capacity of Jointsfor a Steel-Concrete Composite StructureZHAN G L i -ruo ,WAN G Ming -gui(China A cademy of Building Resear ch ,Beij ing 100013,China)[Abstract]An experimental research on load-bearing capacity and deformation capability of jo ints was carried out for a steel-concrete composite structur e.T he ex perimental results can pr ovide a reference for eng ineering applicatio n.[Key words]steel-concr ete composite structure;load-bear ing performance;deformation capability[收稿日期]2003-06-18[基金项目]科技部2002年科研专项资金项目[作者简介]张莉若(1970-),女,工程师,工学硕士1 前 言由中国建筑科学研究院与天津建工集团开发的/钢-混凝土组合结构住宅体系0已建成了30万m 2的试点工程,并于2002年9月圆满地通过了有关部门组织的专家验收。
该体系中的主体结构由钢管混凝土柱与型钢混凝土梁组成,它比钢筋混凝土结构承载力高、延性好,比纯钢结构用钢量省、防腐防火性能好。
为检验这种梁柱节点设计构造的抗震性能,我们做了两个足尺节点拟静力试验,本文将介绍主要试验结果。
该节点构造如图1所示,型钢混凝土梁中的H 型钢梁与钢管混凝土柱通过加强环板和耳板相连接,且在节点区的钢管混凝土柱外包裹了一圈钢筋混凝土圈梁,从实体图4可见该节点的外形。
2 试验概况2.1 混凝土材性试验钢管混凝土柱内浇注的C60混凝土具有高抛免振、自密实性能,型钢混凝土梁用的是C30混凝土,试验取同等养护条件的100mm @100mm @300mm 的棱柱体混凝土试块测定其强度指标(见表1中f s pr i ,100所示),并换算成标准立方体强度。
图1试件节点构造示意图表1 混凝土强度(N/mm 2)标号f pr i ,100ftkf c C3040.4 2.74824.124 1.963C6049.92.95227.8612.1092.2 试验装置及方法以梁柱节点为中心,上下各取半层高(L c =1.55m),左右各取半跨梁长(L b = 1.50m),组成一个平面十字形试件,梁柱第19卷第5期建 筑 科 学Vol 119,N o.5 2003年10月BU IL DIN G SCI EN CEO ct.2003截面取足尺寸。
所需试验设备为千斤顶、位移计、应变片、荷载-位移曲线绘制仪。
试验设备安装及加载装置如图2所示。
图2试验装置图试验方法是:(1)将试件的柱上下端以铰接方式固定,两侧悬臂梁端均要设置侧向支撑以防止梁发生扭转。
(2)在柱顶端施加竖向轴心压力,在整个试验过程中保持恒定。
(3)在梁端施加同步往复反对称荷载,测绘梁端荷载位移滞回曲线,记录各测点的应变和位移。
3承载力分析试验加载采用荷载-位移控制的加载制度。
首先计算出型钢混凝土梁端部施加的开裂荷载、梁的受弯承载力设计值、抗剪承载力设计值,然后采用分级加载制度,每级反对称加载并循环往复一次。
在试件开裂前后及极限荷载附近,荷载级差减小。
在达到钢梁梁端屈服之前用荷载控制,之后用屈服荷载所对应的梁端位移$y控制,施加2$y、3$y,直至试件丧失承载力。
3.1型钢混凝土梁承载力型钢材料为Q345,混凝土强度取试验值,梁开裂弯矩为[2]:M c=0.235bh2f tk=0.235@300@5002@2.748=48.433@106N.mm=48.433kN.m(1)梁端施加的开裂荷载为P c=M c/L c b=48.433/(1.5-0.450)=46kN(2)梁抗弯承载力为[2]P[1C RE[f c bx(h o-x2)+f y c A s c(h0-a s c)+f a c A af c@(h0-a A c)+M aw](3)其中x由方程f c bx+f y c A s c+f a c A af c-f y A s-f a A af+N aw(4)确定。
而N aw=[2.5N-(D1+D2)]t w h0f aM aw=[0.5(D21+D22)-(D1+D2)+2.5N-(1.25N)2]t w h20f a(5)式中符号见文献[2]所示。
由此计算出该型钢混凝土梁的抗弯承载力设计值为505.7kN.m,相应在梁端所施加的荷载为:P=M/L.b=505.7/(1.5-0.450)=482kN(6)梁抗剪承载力为[2]V b=1C R E[0.16K+1.5f c bh0+0.8f yvA svsh0+0.58K f a t w h w(7)式中符号见文献[2]所示。
由此计算出该型钢混凝土梁的抗剪承载力设计值为V b =513.8kN,可见P<V b,即梁承载力是以抗弯控制的,具有/强剪弱弯0承载能力的特点。
试验将P力分级循环加载,加载方案如表2所示。
表2加载方案状态初载开裂,设计破坏,荷载P(kN)2046,482,3.2钢管混凝土柱承载力钢管混凝土柱在考虑了柱长细比影响和偏心矩影响后,可计算出其承载力N u[1]。
钢管材料为Q345,混凝土强度取试验值。
参见文献[1],有N u=<l<e N0(8)其中N0=f c A c1+H+H(9)又H=f a A af c A c=315@P@47824-P@4622427.861@P@46224=0.797(10) N0=27.861@P@46224@(1+0.797+0.797) =1.256@107N=1.256@104kN(11)考虑柱长细比影响的承载力折减系数<l:因为l e=kl0,对无侧移框架柱k=0.5+0.3B+0.2B2(12)而B=0;则k=0.5而l0=L l c=1.0@1.55@2=3.1m(13) l e/d=k l0/d=0.5@3100/478=3.2<4所以<l=1.0。
考虑柱偏心矩影响的承载力折减系数<e:偏心距e0=M/N=2@505.7/800=1.264m=1264mm(14) e0/r c=1264(462/2)=5.47>1.55(15)17第5期张莉若,等:钢-混凝土组合结构梁柱节点承载力试验研究则<e =0.4/(e 0/r c )=0.4/5.47=0.073(16)N u =<l <e N 0=1.0@0.073@1.256@104=917kN (17)综合考虑试验设备的条件,确定出柱顶端施加的竖向轴心压力为800kN ,并在整过试验过程中保持不变。
钢管柱在轴力N 、弯矩M 和剪力V 共同作用下,其抗剪承载力有相关关系[3]:当N /A sc <0.21-(V /V 0)f sc 时V =V 01-[N /(1.4@N 0)+M /M 0]1.4当N /A sc \0.21-(V /V 0)2f sc 时V =V 01-[N /(N 0)+M /(1.071M 0)]1.4其中,N 0=A sc f sc ,V 0=C v f vsc A sc ,M 0=C m W sc f sc(18)由文献[3]查得钢管混凝土组合强度设计值:f sc =58.2N/mm 2, f v sc =22.0N/mm 2,U =0.9925,C v =1.0,C m =1.272(19)而钢管混凝土的含钢率为:A =A s /A c =(4782-4622)/4622=0.07(20)钢管混凝土的截面:A sc =P r 2=P 2392,W sc =P D 3/32=P 4783/32(21)经计算得:V =39481-[800/(1.4@10365.7)+2@340.3/794]1.4=137kN(N /A sc <0.21-(V /V 0)2f sc )(22)可见柱的抗剪承载能力比梁高,表现出强柱弱梁的特性。
4 试验结果及分析当梁端施加第二级荷载(P =46kN)时,梁根部节点区混凝土出现裂缝,随着荷载的逐级增加,裂缝增多、加宽;当加至第五级荷载140kN 时,梁根部裂缝宽度已达0.2~0.3mm;当加至设计荷载482kN 时,梁的自由端位移44mm,梁根部的裂缝贯通,裂缝宽度达3~4mm,有少许混凝土被压碎脱落。
节点区内环形混凝土表面有径向裂缝,其宽度为0.4mm,如图3、4所示。
图3 梁侧面裂缝图4 梁上表面裂缝根据文献[5],试件已达承载力极限状态。
这时节点核心区的剪力为:V j c =E M bh b0-a s c=2@505.70.45-0.05-375=2153.5kN(23)其中,V c 为柱中剪力试验值,由节点加载平衡关系求得:V e =PL c b /L cc=482@1.5-0.451.55-0.2=375kN(24)节点核心区(计节点外包钢筋混凝土环梁域在内)的抗剪承载力为[4]V jR =1C RE{G j [0.12f c l (b j h j -A c2-A q )+0.14(1+H )f c2A c2+0.05N 1b j bc ]+f yv A svs(h b0-a s c )+0.75A q f v }(25)式中符号见文献[4]所示。
该文献给出了钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁组成的节点抗剪公式。
由此计算出该节点抗剪承载力设计值V j R =4562.2kN 。
可见节点的抗剪承载力高于柱,表现出强节点弱构件的特性。
该节点的承载力还富裕很多。