侧板连接T形钢管混凝土柱—钢梁节点抗震性能试验研究
发布时间：2021-12-18 23:21
伴随着建筑工业化的不断发展,人们对于追求建筑空间利用的高效化、极致化的目标更加明确,异形钢筋混凝土结构柱棱不突出墙面,能满足人们对建筑空间使用的要求,但抗震性能较差,使得其在建筑结构中局限性也越来越明显,为了满足人们对于建筑形式多样化的追求,学者们提出了异形钢管混凝土结构。作为一种新型的建筑结构形式,它能够充分利用钢材与混凝土两种材料的特性,满足结构设计要求的合理性以及观赏性,同时施工方便、节约建设成本,被广泛的应用于实际工程中。通过研究发现,梁柱节点作为结构的传力枢纽,是建筑结构设计中的重点,节点的连接质量对于结构整体的稳定性以及抗震性能十分重要。因此,本文设计了一种侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点,通过试验研究侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点在低周往复荷载作用下节点设计的合理性以及抗震性能。主要研究内容如下:（1）以有无侧板、侧板连接长度、轴压比和有无约束拉杆为主要参数,根据相关规范、规程的要求,设计并制作了7个T形钢管混凝土柱-钢梁节点试件,通过拟静力加载试验,对侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点的各项抗震性能指标进行分析。结果表明:带侧板连接的节点试件荷载-位移滞回曲线都比...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢管混凝土
在使用过程中的舒适性，因此，一些学者提出通过在混凝土柱外包一层钢管来提高柱的截面承载力，减小截面尺寸，即为钢管混凝土柱。钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土而成的一种结构，作为新型的建筑结构形式，充分利用了钢材与混凝土两种材料的特性。由于钢管可以对混凝土产生约束作用，可以减少甚至避免混凝土产生脆性破坏，构件整体的抗压强度得到了提高。并且，钢管混凝土内部的混凝土对于钢管可能发生的局部屈曲具有抑制作用，在满足结构承载力和刚度要求的情况下，钢管混凝土结构被广泛的应用于实际的建筑工程中，如图1.1所示。（a）广州国际金融中心（b）巫山长江大桥图1.1钢管混凝土结构应用实例近些年来，随着城市化进程的不断推进，越来越多形式独特、结构复杂的现代化建筑开始如雨后春笋一般出现在人们面前，人们对于建筑的外部审美以及内部空间布局的利用等追求也更加极致化、高效化。异形柱（如图1.2所示）作为一种结构形式，能够使得柱楞不突出墙面，满足人们对建筑空间合理化的需求，而在一些高烈度区，传统的异形钢筋混凝土结构抗震性能较差，并没有得到广泛的使用。人们在综合地区影响因素以及结构要求的基础上，提出了异形钢管混凝土柱，异形钢管混凝土柱可以避免矩形或圆形钢管混凝土柱在室内空间中的凸出问题，作为一种新型结构形式在能够提高结构构件承载力与延性的同时，还能够保证建筑内部空间布局的合理性。
2（a）边柱（b）中柱（c）角柱图1.2异形柱截面形式在框架结构中，节点是传力枢纽，节点的设计形式以及连接质量对结构整体的稳定性十分重要，在外部荷载的作用下，节点对于梁柱之间弯矩和剪力的传输具有重要意义，因此，合理的节点设计形式能够保证构件整体的抗震性能，同时也能够保证结构安全、可靠。相对于传统的钢筋混凝土梁柱节点形式，钢管混凝土梁柱节点的连接形式更加复杂多变，承载能力及抗震性能受多种因素的影响，通过异形钢管混凝土柱与工字型钢梁组成的框架结构，在做到增加空间利用率的同时，也能够达到建筑抗震设计要求，具有广泛的应用前景。本文提出了通过侧板连接的T形钢管混凝土柱-钢梁节点，此种节点设计方式具有传统的钢筋混凝土梁柱节点抗震性能好的优点，同时又结合了外环板式异形钢管混凝土梁柱节点构造简单、施工方便的优点，适合在多层、高层建筑中推广使用。1.2钢管混凝土组合结构的特点钢管混凝土结构按照柱截面形式的不同通常可以分为矩形钢管混凝土结构、圆形钢管混凝土结构、异形钢管混凝土结构[18]。但这一类结构的特点都是将钢管与混凝土两种材料的特性进行充分结合，在受力过程中两种材料之间可以相互作用，优势互补。因此，相对于传统的钢筋混凝土结构，钢管混凝土结构具有一些优点：（1）承载力高。在钢管内部填充的混凝土由于受到钢管的约束作用，其在受压过程所发生的纵向开裂得到了减缓，强度得到提高。而由于混凝土的填充作用钢管可能出现的局部屈曲得到了减缓甚至是避免。钢材与混凝土两种材料之间相互作用，互相发挥彼此优点，改善甚至消除缺点，一定程度上能够提高钢管混凝土结构的承载力。（2）塑性和韧性好。由于外包钢管对混凝土的约束作用，混凝土的延性和脆性在一定程度上得到了改善，
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点受力性能研究[J]. 吴东平,李伟,商晨,李成玉. 武汉大学学报(工学版). 2020(03)
[2]T形钢管混凝土异形柱和工形钢梁节点承载力性能试验[J]. 吴一然,石永久,孟令野. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]方钢管混凝土柱-H型不等高钢梁框架节点抗震性能试验研究[J]. 许成祥,邱英伟,简齐安,鲁尤锋. 建筑结构. 2019(14)
[4]矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震性能试验研究[J]. 陈志华,高悦,于越,周婷,黄俊. 建筑钢结构进展. 2020(04)
[5]异形钢管混凝土柱偏压承载力统一算法研究[J]. 颜燕祥,徐礼华,余敏,李彪,查晓雄. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]T形钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁外加强环筋式节点抗震性能分析[J]. 戴绍斌,金鑫,黄俊,彭忠,段圣刚. 武汉理工大学学报. 2017(10)
[7]T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点抗震性能试验研究[J]. 彭忠,戴绍斌,刘记雄,张逸超. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[8]T形钢管混凝土短柱轴压试验[J]. 陈雨,沈祖炎,雷敏,李元齐. 同济大学学报(自然科学版). 2016(06)
[9]T形钢管混凝土柱轴心受压稳定承载性能研究[J]. 雷敏,沈祖炎,李元齐,罗金辉. 同济大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]矩形钢管混凝土结构研究综述[J]. 陈志华,杜颜胜,吴辽,秦颖,周婷. 建筑结构. 2015(16)
博士论文
[1]T形钢管混凝土组合柱—钢筋混凝土梁边节点抗震性能研究[D]. 刘记雄.武汉理工大学 2015
[2]钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构抗震性能研究[D]. 赵毅.武汉大学 2013
[3]方钢管混凝土组合异形柱结构力学性能与工程应用研究[D]. 周婷.天津大学 2012
[4]钢管混凝土节点抗震与框架抗连续性倒塌性能研究[D]. 于航.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]侧板连接带约束拉杆异形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析[D]. 王培又.中原工学院 2019
[2]侧板连接T形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能研究[D]. 王亚楠.中原工学院 2017
[3]T形钢管混凝土内贴板加强式梁柱节点抗震性能研究[D]. 谢军.武汉理工大学 2017
[4]钢管混凝土柱与组合梁节点的抗震性能研究[D]. 初磊.辽宁工业大学 2016
[5]矩形钢管混凝土异形柱—钢梁框架节点的受力性能及ABAQUS有限元分析[D]. 陈美美.西安建筑科技大学 2013
[6]异形钢管混凝土柱—钢梁框架中柱节点受力性能试验研究[D]. 万波.长江大学 2012
[7]方钢管混凝土异形柱与钢梁节点性能试验与理论研究[D]. 侯文龙.西安建筑科技大学 2011
[8]带约束拉杆十字形钢管混凝土柱轴压基本性能研究[D]. 林云峥.华南理工大学 2010
本文编号：3543346
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢管混凝土
在使用过程中的舒适性，因此，一些学者提出通过在混凝土柱外包一层钢管来提高柱的截面承载力，减小截面尺寸，即为钢管混凝土柱。钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土而成的一种结构，作为新型的建筑结构形式，充分利用了钢材与混凝土两种材料的特性。由于钢管可以对混凝土产生约束作用，可以减少甚至避免混凝土产生脆性破坏，构件整体的抗压强度得到了提高。并且，钢管混凝土内部的混凝土对于钢管可能发生的局部屈曲具有抑制作用，在满足结构承载力和刚度要求的情况下，钢管混凝土结构被广泛的应用于实际的建筑工程中，如图1.1所示。（a）广州国际金融中心（b）巫山长江大桥图1.1钢管混凝土结构应用实例近些年来，随着城市化进程的不断推进，越来越多形式独特、结构复杂的现代化建筑开始如雨后春笋一般出现在人们面前，人们对于建筑的外部审美以及内部空间布局的利用等追求也更加极致化、高效化。异形柱（如图1.2所示）作为一种结构形式，能够使得柱楞不突出墙面，满足人们对建筑空间合理化的需求，而在一些高烈度区，传统的异形钢筋混凝土结构抗震性能较差，并没有得到广泛的使用。人们在综合地区影响因素以及结构要求的基础上，提出了异形钢管混凝土柱，异形钢管混凝土柱可以避免矩形或圆形钢管混凝土柱在室内空间中的凸出问题，作为一种新型结构形式在能够提高结构构件承载力与延性的同时，还能够保证建筑内部空间布局的合理性。
2（a）边柱（b）中柱（c）角柱图1.2异形柱截面形式在框架结构中，节点是传力枢纽，节点的设计形式以及连接质量对结构整体的稳定性十分重要，在外部荷载的作用下，节点对于梁柱之间弯矩和剪力的传输具有重要意义，因此，合理的节点设计形式能够保证构件整体的抗震性能，同时也能够保证结构安全、可靠。相对于传统的钢筋混凝土梁柱节点形式，钢管混凝土梁柱节点的连接形式更加复杂多变，承载能力及抗震性能受多种因素的影响，通过异形钢管混凝土柱与工字型钢梁组成的框架结构，在做到增加空间利用率的同时，也能够达到建筑抗震设计要求，具有广泛的应用前景。本文提出了通过侧板连接的T形钢管混凝土柱-钢梁节点，此种节点设计方式具有传统的钢筋混凝土梁柱节点抗震性能好的优点，同时又结合了外环板式异形钢管混凝土梁柱节点构造简单、施工方便的优点，适合在多层、高层建筑中推广使用。1.2钢管混凝土组合结构的特点钢管混凝土结构按照柱截面形式的不同通常可以分为矩形钢管混凝土结构、圆形钢管混凝土结构、异形钢管混凝土结构[18]。但这一类结构的特点都是将钢管与混凝土两种材料的特性进行充分结合，在受力过程中两种材料之间可以相互作用，优势互补。因此，相对于传统的钢筋混凝土结构，钢管混凝土结构具有一些优点：（1）承载力高。在钢管内部填充的混凝土由于受到钢管的约束作用，其在受压过程所发生的纵向开裂得到了减缓，强度得到提高。而由于混凝土的填充作用钢管可能出现的局部屈曲得到了减缓甚至是避免。钢材与混凝土两种材料之间相互作用，互相发挥彼此优点，改善甚至消除缺点，一定程度上能够提高钢管混凝土结构的承载力。（2）塑性和韧性好。由于外包钢管对混凝土的约束作用，混凝土的延性和脆性在一定程度上得到了改善，
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点受力性能研究[J]. 吴东平,李伟,商晨,李成玉. 武汉大学学报(工学版). 2020(03)
[2]T形钢管混凝土异形柱和工形钢梁节点承载力性能试验[J]. 吴一然,石永久,孟令野. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]方钢管混凝土柱-H型不等高钢梁框架节点抗震性能试验研究[J]. 许成祥,邱英伟,简齐安,鲁尤锋. 建筑结构. 2019(14)
[4]矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震性能试验研究[J]. 陈志华,高悦,于越,周婷,黄俊. 建筑钢结构进展. 2020(04)
[5]异形钢管混凝土柱偏压承载力统一算法研究[J]. 颜燕祥,徐礼华,余敏,李彪,查晓雄. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]T形钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁外加强环筋式节点抗震性能分析[J]. 戴绍斌,金鑫,黄俊,彭忠,段圣刚. 武汉理工大学学报. 2017(10)
[7]T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点抗震性能试验研究[J]. 彭忠,戴绍斌,刘记雄,张逸超. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[8]T形钢管混凝土短柱轴压试验[J]. 陈雨,沈祖炎,雷敏,李元齐. 同济大学学报(自然科学版). 2016(06)
[9]T形钢管混凝土柱轴心受压稳定承载性能研究[J]. 雷敏,沈祖炎,李元齐,罗金辉. 同济大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]矩形钢管混凝土结构研究综述[J]. 陈志华,杜颜胜,吴辽,秦颖,周婷. 建筑结构. 2015(16)
博士论文
[1]T形钢管混凝土组合柱—钢筋混凝土梁边节点抗震性能研究[D]. 刘记雄.武汉理工大学 2015
[2]钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构抗震性能研究[D]. 赵毅.武汉大学 2013
[3]方钢管混凝土组合异形柱结构力学性能与工程应用研究[D]. 周婷.天津大学 2012
[4]钢管混凝土节点抗震与框架抗连续性倒塌性能研究[D]. 于航.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]侧板连接带约束拉杆异形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析[D]. 王培又.中原工学院 2019
[2]侧板连接T形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能研究[D]. 王亚楠.中原工学院 2017
[3]T形钢管混凝土内贴板加强式梁柱节点抗震性能研究[D]. 谢军.武汉理工大学 2017
[4]钢管混凝土柱与组合梁节点的抗震性能研究[D]. 初磊.辽宁工业大学 2016
[5]矩形钢管混凝土异形柱—钢梁框架节点的受力性能及ABAQUS有限元分析[D]. 陈美美.西安建筑科技大学 2013
[6]异形钢管混凝土柱—钢梁框架中柱节点受力性能试验研究[D]. 万波.长江大学 2012
[7]方钢管混凝土异形柱与钢梁节点性能试验与理论研究[D]. 侯文龙.西安建筑科技大学 2011
[8]带约束拉杆十字形钢管混凝土柱轴压基本性能研究[D]. 林云峥.华南理工大学 2010
本文编号：3543346
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