鋼管套筒灌漿連接壓彎承載力試驗研究
發(fā)布時間:2021-08-03 14:03
目前我國民用建筑大多采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),其施工過程緩慢、環(huán)境污染嚴(yán)重。而裝配式混凝土結(jié)構(gòu)以其施工快速、便捷的優(yōu)勢,越來越多的應(yīng)用在實際工程之中。不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中節(jié)點一次澆筑成型,裝配式結(jié)構(gòu)的梁、柱節(jié)點需要在施工現(xiàn)場進行二次連接,這就對構(gòu)件的連接技術(shù)提出了極大挑戰(zhàn)。研究針對應(yīng)用在鋼管混凝土暗柱連接中的套筒灌漿連接進行了壓彎承載力性能試驗及受力分析,并提出了鋼管套筒灌漿連接的壓彎承載力計算公式。試驗分為單向軸壓性能試驗和單向、循環(huán)荷載下壓彎性能試驗。所用的鋼管外徑為168mm,套筒外徑為219mm,鋼管與套筒厚度均為8mm。壓彎試件根據(jù)不同軸壓力與加載方式分為4組,試件軸壓力為0.2N0~0.6N0(N0為軸壓承載力)。對試驗結(jié)果進行壓彎承載力、破壞形態(tài)、豎向位移、套筒應(yīng)變、滯回曲線以及骨架曲線分析。試驗的結(jié)果表明:鋼管套筒灌漿連接在壓彎荷載下,隨著軸壓力由0.2N0增加到0.6N0其水平承載力下降30%,屈服位移角由2.5%下降到1%,延性與耗能能力變差,但其剛度有所提高。由于彎...
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋼管套筒灌漿連接示意圖
第1章緒論-3-圖1鋼管套筒灌漿連接示意圖Fig.1Schematicdiagramofpipe-to-sleevegroutedconnection從多高層結(jié)構(gòu)的受力特征上看,建筑物的豎向荷載作用方向不變,通常沿著建筑物的高度均勻分布,由于豎向荷載主要使體系的柱或墻產(chǎn)生軸力,其豎向荷載分布呈上小下大的特點,結(jié)構(gòu)內(nèi)的軸力基本隨著建筑物高度線性增長。而水平荷載卻呈現(xiàn)出完全不同的分布特征,往往出現(xiàn)越往上荷載越大的情況(例如風(fēng)荷載與地震作用均如此),故隨著建筑物高度的增長水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力比豎向荷載下的內(nèi)力增加得更快,如圖2圖3所示,水平荷載對建筑物所產(chǎn)生的影響比豎向荷載產(chǎn)生的影響更為不利。所以鋼管混凝土柱節(jié)點的壓彎性能就顯得特別重要,而鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)恰恰就在于其節(jié)點連接的壓彎性能。圖2框架在水平力作用下的彎矩圖Fig.2Bendingmomentdiagramofframeunderhorizontalforce
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖3不同荷載下高度與內(nèi)力的關(guān)系Fig.3Relationshipbetweenheightandinternalforceunderdifferentloads1.2研究現(xiàn)狀1.2.1鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀鋼管混凝土柱由于鋼管內(nèi)填充了混凝土,使得構(gòu)件的承載能力得到極大地提升,避免了純鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生屈曲破壞的缺點。在荷載作用下柱內(nèi)混凝土受到了鋼管的約束作用處于三向受壓狀態(tài),大大提高了混凝土的塑性變形性能,避免了混凝土局部壓碎。這兩種材料的協(xié)同作用使得鋼管混凝土的抗壓強度和抗失穩(wěn)能力都顯著增加。目前鋼管混凝土主要應(yīng)用在超高層建筑中的柱、橋梁的橋墩、礦井的巷道支撐中[3],從應(yīng)用結(jié)構(gòu)上看主要應(yīng)用在框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和一些特種結(jié)構(gòu)中。近年來也有一些專家學(xué)者對鋼管混凝土柱進行了壓彎研究,確定了鋼管混凝土柱的壓彎承載力,往復(fù)荷載下的延性與破壞形態(tài)等。王翠坤[4]對近年在高層建筑中應(yīng)用的新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件、新型混合結(jié)構(gòu)體系的研究進行了總結(jié),對混合結(jié)構(gòu)的性能及設(shè)計方法等進行了討論。最后提出,今后高層混合結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要在高強高性能材料的應(yīng)用、混合結(jié)構(gòu)體系的整體抗震性能、消能減振控制技術(shù)、施工及驗收技術(shù)等方面展開進一步的研究工作。劉瓊[5]等人分析了法國、日本、美國以及新西蘭等國的裝配式混凝土規(guī)范,同時介紹了我國中央與各地方出臺的規(guī)范和發(fā)展文件。文章也系統(tǒng)地介紹了目前主流的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)種類及主要的結(jié)構(gòu)連接形式,同時分析了未來的結(jié)構(gòu)形式發(fā)展方向。潘漢明[6]等人對于大直徑薄壁鋼管的壓彎性能采用有限元分析及試驗的方法進
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋼管灌漿套筒連接軸向受壓性能試驗研究[J]. 武立偉,蘇幼坡,陳海彬,于歡,李運鵬. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2019(11)
[2]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段壓彎性能有限元分析[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 結(jié)構(gòu)工程師. 2019(02)
[3]鋼管套筒灌漿連接軸向受拉性能模擬試驗研究[J]. 武立偉,蘇幼坡,趙江山. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2019(02)
[4]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段抗震性能試驗[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 船舶與海洋工程. 2018(05)
[5]鋼管灌漿套筒連接研究進展[J]. 武立偉,蘇幼坡,陳海彬. 煤炭技術(shù). 2018(09)
[6]海上風(fēng)機單樁基礎(chǔ)灌漿連接段受彎疲勞性能試驗[J]. 王銜,陳濤,元國凱,劉晉超. 船舶與海洋工程. 2018(04)
[7]考慮偏心誤差的灌漿連接段受彎承載力研究[J]. 李筑軒,陳濤,趙淇,王銜. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(S1)
[8]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段壓彎性能試驗研究[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 海洋工程. 2017(03)
[9]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用及最新進展[J]. 門有冬. 江西建材. 2017(04)
[10]海上風(fēng)電灌漿連接段疲勞機理研究綜述[J]. 劉東華,元國凱,陳濤,王銜. 南方能源建設(shè). 2016(S1)
博士論文
[1]礦用鋼管混凝土套筒灌漿連接性能試驗研究[D]. 武立偉.華北理工大學(xué) 2018
[2]海上風(fēng)機大直徑灌漿套管軸向承載力研究[D]. 王國慶.浙江大學(xué) 2017
碩士論文
[1]裝配式建筑鋼筋套筒灌漿料研究[D]. 李世元.北京市市政工程研究院 2017
[2]圓鋼管混凝土構(gòu)件壓彎試驗研究及剛度和承載力分析[D]. 管珞.福建農(nóng)林大學(xué) 2017
本文編號:3319749
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋼管套筒灌漿連接示意圖
第1章緒論-3-圖1鋼管套筒灌漿連接示意圖Fig.1Schematicdiagramofpipe-to-sleevegroutedconnection從多高層結(jié)構(gòu)的受力特征上看,建筑物的豎向荷載作用方向不變,通常沿著建筑物的高度均勻分布,由于豎向荷載主要使體系的柱或墻產(chǎn)生軸力,其豎向荷載分布呈上小下大的特點,結(jié)構(gòu)內(nèi)的軸力基本隨著建筑物高度線性增長。而水平荷載卻呈現(xiàn)出完全不同的分布特征,往往出現(xiàn)越往上荷載越大的情況(例如風(fēng)荷載與地震作用均如此),故隨著建筑物高度的增長水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力比豎向荷載下的內(nèi)力增加得更快,如圖2圖3所示,水平荷載對建筑物所產(chǎn)生的影響比豎向荷載產(chǎn)生的影響更為不利。所以鋼管混凝土柱節(jié)點的壓彎性能就顯得特別重要,而鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)恰恰就在于其節(jié)點連接的壓彎性能。圖2框架在水平力作用下的彎矩圖Fig.2Bendingmomentdiagramofframeunderhorizontalforce
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖3不同荷載下高度與內(nèi)力的關(guān)系Fig.3Relationshipbetweenheightandinternalforceunderdifferentloads1.2研究現(xiàn)狀1.2.1鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀鋼管混凝土柱由于鋼管內(nèi)填充了混凝土,使得構(gòu)件的承載能力得到極大地提升,避免了純鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生屈曲破壞的缺點。在荷載作用下柱內(nèi)混凝土受到了鋼管的約束作用處于三向受壓狀態(tài),大大提高了混凝土的塑性變形性能,避免了混凝土局部壓碎。這兩種材料的協(xié)同作用使得鋼管混凝土的抗壓強度和抗失穩(wěn)能力都顯著增加。目前鋼管混凝土主要應(yīng)用在超高層建筑中的柱、橋梁的橋墩、礦井的巷道支撐中[3],從應(yīng)用結(jié)構(gòu)上看主要應(yīng)用在框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和一些特種結(jié)構(gòu)中。近年來也有一些專家學(xué)者對鋼管混凝土柱進行了壓彎研究,確定了鋼管混凝土柱的壓彎承載力,往復(fù)荷載下的延性與破壞形態(tài)等。王翠坤[4]對近年在高層建筑中應(yīng)用的新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件、新型混合結(jié)構(gòu)體系的研究進行了總結(jié),對混合結(jié)構(gòu)的性能及設(shè)計方法等進行了討論。最后提出,今后高層混合結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要在高強高性能材料的應(yīng)用、混合結(jié)構(gòu)體系的整體抗震性能、消能減振控制技術(shù)、施工及驗收技術(shù)等方面展開進一步的研究工作。劉瓊[5]等人分析了法國、日本、美國以及新西蘭等國的裝配式混凝土規(guī)范,同時介紹了我國中央與各地方出臺的規(guī)范和發(fā)展文件。文章也系統(tǒng)地介紹了目前主流的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)種類及主要的結(jié)構(gòu)連接形式,同時分析了未來的結(jié)構(gòu)形式發(fā)展方向。潘漢明[6]等人對于大直徑薄壁鋼管的壓彎性能采用有限元分析及試驗的方法進
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋼管灌漿套筒連接軸向受壓性能試驗研究[J]. 武立偉,蘇幼坡,陳海彬,于歡,李運鵬. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2019(11)
[2]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段壓彎性能有限元分析[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 結(jié)構(gòu)工程師. 2019(02)
[3]鋼管套筒灌漿連接軸向受拉性能模擬試驗研究[J]. 武立偉,蘇幼坡,趙江山. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2019(02)
[4]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段抗震性能試驗[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 船舶與海洋工程. 2018(05)
[5]鋼管灌漿套筒連接研究進展[J]. 武立偉,蘇幼坡,陳海彬. 煤炭技術(shù). 2018(09)
[6]海上風(fēng)機單樁基礎(chǔ)灌漿連接段受彎疲勞性能試驗[J]. 王銜,陳濤,元國凱,劉晉超. 船舶與海洋工程. 2018(04)
[7]考慮偏心誤差的灌漿連接段受彎承載力研究[J]. 李筑軒,陳濤,趙淇,王銜. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2017(S1)
[8]海上風(fēng)機基礎(chǔ)灌漿連接段壓彎性能試驗研究[J]. 陳濤,張持海,趙淇,王銜,元國凱,劉晉超. 海洋工程. 2017(03)
[9]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用及最新進展[J]. 門有冬. 江西建材. 2017(04)
[10]海上風(fēng)電灌漿連接段疲勞機理研究綜述[J]. 劉東華,元國凱,陳濤,王銜. 南方能源建設(shè). 2016(S1)
博士論文
[1]礦用鋼管混凝土套筒灌漿連接性能試驗研究[D]. 武立偉.華北理工大學(xué) 2018
[2]海上風(fēng)機大直徑灌漿套管軸向承載力研究[D]. 王國慶.浙江大學(xué) 2017
碩士論文
[1]裝配式建筑鋼筋套筒灌漿料研究[D]. 李世元.北京市市政工程研究院 2017
[2]圓鋼管混凝土構(gòu)件壓彎試驗研究及剛度和承載力分析[D]. 管珞.福建農(nóng)林大學(xué) 2017
本文編號:3319749
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