側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-18 23:21
伴隨著建筑工業(yè)化的不斷發(fā)展,人們對(duì)于追求建筑空間利用的高效化、極致化的目標(biāo)更加明確,異形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱棱不突出墻面,能滿足人們對(duì)建筑空間使用的要求,但抗震性能較差,使得其在建筑結(jié)構(gòu)中局限性也越來(lái)越明顯,為了滿足人們對(duì)于建筑形式多樣化的追求,學(xué)者們提出了異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式,它能夠充分利用鋼材與混凝土兩種材料的特性,滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的合理性以及觀賞性,同時(shí)施工方便、節(jié)約建設(shè)成本,被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程中。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),梁柱節(jié)點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)的傳力樞紐,是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn),節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量對(duì)于結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性以及抗震性能十分重要。因此,本文設(shè)計(jì)了一種側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn),通過(guò)試驗(yàn)研究側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)在低周往復(fù)荷載作用下節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性以及抗震性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以有無(wú)側(cè)板、側(cè)板連接長(zhǎng)度、軸壓比和有無(wú)約束拉桿為主要參數(shù),根據(jù)相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求,設(shè)計(jì)并制作了7個(gè)T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)試件,通過(guò)擬靜力加載試驗(yàn),對(duì)側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)抗震性能指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:帶側(cè)板連接的節(jié)點(diǎn)試件荷載-位移滯回曲線都比...
【文章來(lái)源】:中原工學(xué)院河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼管混凝土
在使用過(guò)程中的舒適性,因此,一些學(xué)者提出通過(guò)在混凝土柱外包一層鋼管來(lái)提高柱的截面承載力,減小截面尺寸,即為鋼管混凝土柱。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼管中填充混凝土而成的一種結(jié)構(gòu),作為新型的建筑結(jié)構(gòu)形式,充分利用了鋼材與混凝土兩種材料的特性。由于鋼管可以對(duì)混凝土產(chǎn)生約束作用,可以減少甚至避免混凝土產(chǎn)生脆性破壞,構(gòu)件整體的抗壓強(qiáng)度得到了提高。并且,鋼管混凝土內(nèi)部的混凝土對(duì)于鋼管可能發(fā)生的局部屈曲具有抑制作用,在滿足結(jié)構(gòu)承載力和剛度要求的情況下,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際的建筑工程中,如圖1.1所示。(a)廣州國(guó)際金融中心(b)巫山長(zhǎng)江大橋圖1.1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例近些年來(lái),隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),越來(lái)越多形式獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化建筑開始如雨后春筍一般出現(xiàn)在人們面前,人們對(duì)于建筑的外部審美以及內(nèi)部空間布局的利用等追求也更加極致化、高效化。異形柱(如圖1.2所示)作為一種結(jié)構(gòu)形式,能夠使得柱楞不突出墻面,滿足人們對(duì)建筑空間合理化的需求,而在一些高烈度區(qū),傳統(tǒng)的異形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能較差,并沒(méi)有得到廣泛的使用。人們?cè)诰C合地區(qū)影響因素以及結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上,提出了異形鋼管混凝土柱,異形鋼管混凝土柱可以避免矩形或圓形鋼管混凝土柱在室內(nèi)空間中的凸出問(wèn)題,作為一種新型結(jié)構(gòu)形式在能夠提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力與延性的同時(shí),還能夠保證建筑內(nèi)部空間布局的合理性。
2(a)邊柱(b)中柱(c)角柱圖1.2異形柱截面形式在框架結(jié)構(gòu)中,節(jié)點(diǎn)是傳力樞紐,節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)形式以及連接質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性十分重要,在外部荷載的作用下,節(jié)點(diǎn)對(duì)于梁柱之間彎矩和剪力的傳輸具有重要意義,因此,合理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形式能夠保證構(gòu)件整體的抗震性能,同時(shí)也能夠保證結(jié)構(gòu)安全、可靠。相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)形式,鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式更加復(fù)雜多變,承載能力及抗震性能受多種因素的影響,通過(guò)異形鋼管混凝土柱與工字型鋼梁組成的框架結(jié)構(gòu),在做到增加空間利用率的同時(shí),也能夠達(dá)到建筑抗震設(shè)計(jì)要求,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文提出了通過(guò)側(cè)板連接的T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn),此種節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方式具有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又結(jié)合了外環(huán)板式異形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便的優(yōu)點(diǎn),適合在多層、高層建筑中推廣使用。1.2鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)按照柱截面形式的不同通?梢苑譃榫匦武摴芑炷两Y(jié)構(gòu)、圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[18]。但這一類結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)都是將鋼管與混凝土兩種材料的特性進(jìn)行充分結(jié)合,在受力過(guò)程中兩種材料之間可以相互作用,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。因此,相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有一些優(yōu)點(diǎn):(1)承載力高。在鋼管內(nèi)部填充的混凝土由于受到鋼管的約束作用,其在受壓過(guò)程所發(fā)生的縱向開裂得到了減緩,強(qiáng)度得到提高。而由于混凝土的填充作用鋼管可能出現(xiàn)的局部屈曲得到了減緩甚至是避免。鋼材與混凝土兩種材料之間相互作用,互相發(fā)揮彼此優(yōu)點(diǎn),改善甚至消除缺點(diǎn),一定程度上能夠提高鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。(2)塑性和韌性好。由于外包鋼管對(duì)混凝土的約束作用,混凝土的延性和脆性在一定程度上得到了改善,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼管混凝土柱-鋼梁外加強(qiáng)環(huán)螺栓連接節(jié)點(diǎn)受力性能研究[J]. 吳東平,李偉,商晨,李成玉. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2020(03)
[2]T形鋼管混凝土異形柱和工形鋼梁節(jié)點(diǎn)承載力性能試驗(yàn)[J]. 吳一然,石永久,孟令野. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(05)
[3]方鋼管混凝土柱-H型不等高鋼梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 許成祥,邱英偉,簡(jiǎn)齊安,魯尤鋒. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(14)
[4]矩形鋼管混凝土柱-H形鋼梁下栓上焊隔板貫通節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 陳志華,高悅,于越,周婷,黃俊. 建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展. 2020(04)
[5]異形鋼管混凝土柱偏壓承載力統(tǒng)一算法研究[J]. 顏燕祥,徐禮華,余敏,李彪,查曉雄. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]T形鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁外加強(qiáng)環(huán)筋式節(jié)點(diǎn)抗震性能分析[J]. 戴紹斌,金鑫,黃俊,彭忠,段圣剛. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[7]T形鋼管混凝土組合柱-鋼筋混凝土梁外伸端板連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 彭忠,戴紹斌,劉記雄,張逸超. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(04)
[8]T形鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)[J]. 陳雨,沈祖炎,雷敏,李元齊. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[9]T形鋼管混凝土柱軸心受壓穩(wěn)定承載性能研究[J]. 雷敏,沈祖炎,李元齊,羅金輝. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[10]矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 陳志華,杜顏勝,吳遼,秦穎,周婷. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(16)
博士論文
[1]T形鋼管混凝土組合柱—鋼筋混凝土梁邊節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 劉記雄.武漢理工大學(xué) 2015
[2]鋼管混凝土柱—鋼筋混凝土梁框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D]. 趙毅.武漢大學(xué) 2013
[3]方鋼管混凝土組合異形柱結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與工程應(yīng)用研究[D]. 周婷.天津大學(xué) 2012
[4]鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)抗震與框架抗連續(xù)性倒塌性能研究[D]. 于航.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]側(cè)板連接帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能有限元分析[D]. 王培又.中原工學(xué)院 2019
[2]側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)受力性能研究[D]. 王亞楠.中原工學(xué)院 2017
[3]T形鋼管混凝土內(nèi)貼板加強(qiáng)式梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 謝軍.武漢理工大學(xué) 2017
[4]鋼管混凝土柱與組合梁節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究[D]. 初磊.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[5]矩形鋼管混凝土異形柱—鋼梁框架節(jié)點(diǎn)的受力性能及ABAQUS有限元分析[D]. 陳美美.西安建筑科技大學(xué) 2013
[6]異形鋼管混凝土柱—鋼梁框架中柱節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)研究[D]. 萬(wàn)波.長(zhǎng)江大學(xué) 2012
[7]方鋼管混凝土異形柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)性能試驗(yàn)與理論研究[D]. 侯文龍.西安建筑科技大學(xué) 2011
[8]帶約束拉桿十字形鋼管混凝土柱軸壓基本性能研究[D]. 林云崢.華南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3543346
【文章來(lái)源】:中原工學(xué)院河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋼管混凝土
在使用過(guò)程中的舒適性,因此,一些學(xué)者提出通過(guò)在混凝土柱外包一層鋼管來(lái)提高柱的截面承載力,減小截面尺寸,即為鋼管混凝土柱。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼管中填充混凝土而成的一種結(jié)構(gòu),作為新型的建筑結(jié)構(gòu)形式,充分利用了鋼材與混凝土兩種材料的特性。由于鋼管可以對(duì)混凝土產(chǎn)生約束作用,可以減少甚至避免混凝土產(chǎn)生脆性破壞,構(gòu)件整體的抗壓強(qiáng)度得到了提高。并且,鋼管混凝土內(nèi)部的混凝土對(duì)于鋼管可能發(fā)生的局部屈曲具有抑制作用,在滿足結(jié)構(gòu)承載力和剛度要求的情況下,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際的建筑工程中,如圖1.1所示。(a)廣州國(guó)際金融中心(b)巫山長(zhǎng)江大橋圖1.1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例近些年來(lái),隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),越來(lái)越多形式獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化建筑開始如雨后春筍一般出現(xiàn)在人們面前,人們對(duì)于建筑的外部審美以及內(nèi)部空間布局的利用等追求也更加極致化、高效化。異形柱(如圖1.2所示)作為一種結(jié)構(gòu)形式,能夠使得柱楞不突出墻面,滿足人們對(duì)建筑空間合理化的需求,而在一些高烈度區(qū),傳統(tǒng)的異形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能較差,并沒(méi)有得到廣泛的使用。人們?cè)诰C合地區(qū)影響因素以及結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上,提出了異形鋼管混凝土柱,異形鋼管混凝土柱可以避免矩形或圓形鋼管混凝土柱在室內(nèi)空間中的凸出問(wèn)題,作為一種新型結(jié)構(gòu)形式在能夠提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力與延性的同時(shí),還能夠保證建筑內(nèi)部空間布局的合理性。
2(a)邊柱(b)中柱(c)角柱圖1.2異形柱截面形式在框架結(jié)構(gòu)中,節(jié)點(diǎn)是傳力樞紐,節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)形式以及連接質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性十分重要,在外部荷載的作用下,節(jié)點(diǎn)對(duì)于梁柱之間彎矩和剪力的傳輸具有重要意義,因此,合理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形式能夠保證構(gòu)件整體的抗震性能,同時(shí)也能夠保證結(jié)構(gòu)安全、可靠。相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)形式,鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式更加復(fù)雜多變,承載能力及抗震性能受多種因素的影響,通過(guò)異形鋼管混凝土柱與工字型鋼梁組成的框架結(jié)構(gòu),在做到增加空間利用率的同時(shí),也能夠達(dá)到建筑抗震設(shè)計(jì)要求,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文提出了通過(guò)側(cè)板連接的T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn),此種節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方式具有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又結(jié)合了外環(huán)板式異形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便的優(yōu)點(diǎn),適合在多層、高層建筑中推廣使用。1.2鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)按照柱截面形式的不同通?梢苑譃榫匦武摴芑炷两Y(jié)構(gòu)、圓形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[18]。但這一類結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)都是將鋼管與混凝土兩種材料的特性進(jìn)行充分結(jié)合,在受力過(guò)程中兩種材料之間可以相互作用,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。因此,相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有一些優(yōu)點(diǎn):(1)承載力高。在鋼管內(nèi)部填充的混凝土由于受到鋼管的約束作用,其在受壓過(guò)程所發(fā)生的縱向開裂得到了減緩,強(qiáng)度得到提高。而由于混凝土的填充作用鋼管可能出現(xiàn)的局部屈曲得到了減緩甚至是避免。鋼材與混凝土兩種材料之間相互作用,互相發(fā)揮彼此優(yōu)點(diǎn),改善甚至消除缺點(diǎn),一定程度上能夠提高鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。(2)塑性和韌性好。由于外包鋼管對(duì)混凝土的約束作用,混凝土的延性和脆性在一定程度上得到了改善,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼管混凝土柱-鋼梁外加強(qiáng)環(huán)螺栓連接節(jié)點(diǎn)受力性能研究[J]. 吳東平,李偉,商晨,李成玉. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2020(03)
[2]T形鋼管混凝土異形柱和工形鋼梁節(jié)點(diǎn)承載力性能試驗(yàn)[J]. 吳一然,石永久,孟令野. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(05)
[3]方鋼管混凝土柱-H型不等高鋼梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 許成祥,邱英偉,簡(jiǎn)齊安,魯尤鋒. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(14)
[4]矩形鋼管混凝土柱-H形鋼梁下栓上焊隔板貫通節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 陳志華,高悅,于越,周婷,黃俊. 建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展. 2020(04)
[5]異形鋼管混凝土柱偏壓承載力統(tǒng)一算法研究[J]. 顏燕祥,徐禮華,余敏,李彪,查曉雄. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[6]T形鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁外加強(qiáng)環(huán)筋式節(jié)點(diǎn)抗震性能分析[J]. 戴紹斌,金鑫,黃俊,彭忠,段圣剛. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
[7]T形鋼管混凝土組合柱-鋼筋混凝土梁外伸端板連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 彭忠,戴紹斌,劉記雄,張逸超. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2016(04)
[8]T形鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)[J]. 陳雨,沈祖炎,雷敏,李元齊. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[9]T形鋼管混凝土柱軸心受壓穩(wěn)定承載性能研究[J]. 雷敏,沈祖炎,李元齊,羅金輝. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[10]矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 陳志華,杜顏勝,吳遼,秦穎,周婷. 建筑結(jié)構(gòu). 2015(16)
博士論文
[1]T形鋼管混凝土組合柱—鋼筋混凝土梁邊節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 劉記雄.武漢理工大學(xué) 2015
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[4]鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)抗震與框架抗連續(xù)性倒塌性能研究[D]. 于航.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]側(cè)板連接帶約束拉桿異形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能有限元分析[D]. 王培又.中原工學(xué)院 2019
[2]側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)受力性能研究[D]. 王亞楠.中原工學(xué)院 2017
[3]T形鋼管混凝土內(nèi)貼板加強(qiáng)式梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 謝軍.武漢理工大學(xué) 2017
[4]鋼管混凝土柱與組合梁節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究[D]. 初磊.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[5]矩形鋼管混凝土異形柱—鋼梁框架節(jié)點(diǎn)的受力性能及ABAQUS有限元分析[D]. 陳美美.西安建筑科技大學(xué) 2013
[6]異形鋼管混凝土柱—鋼梁框架中柱節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)研究[D]. 萬(wàn)波.長(zhǎng)江大學(xué) 2012
[7]方鋼管混凝土異形柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)性能試驗(yàn)與理論研究[D]. 侯文龍.西安建筑科技大學(xué) 2011
[8]帶約束拉桿十字形鋼管混凝土柱軸壓基本性能研究[D]. 林云崢.華南理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3543346
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