埋入式边柱柱脚节点受力性能影响因素分析
发布时间：2021-10-08 00:57
本文针对目前我国现行规范对埋入式边柱柱脚节点在构造要求方面存在诸多不清晰或不明确之处等问题,对边柱柱脚开展了一系列参数化分析。本文首先根据现行国内、外规范对边柱柱脚给出了初步设计方法,并依此进行了初步设计;然后利用ABAQUS建立各个试件的有限元模型,并验证了建模方法的适用性,同时通过分析柱脚节点模型在两种工况（剪力向内和向外）作用下的破坏过程,明确其工作机理;接着,通过对36个边柱柱脚模型进行参数化分析,得出了端高比（端距与钢柱截面高度的比值c/H）、沿基础宽度方向外层U形筋到钢柱翼缘表面的距离与钢柱翼缘宽度的比值（b/B）、沿基础宽度方向混凝土保护层厚度与钢柱截面高度的比值（a/H）以及沿埋深方向U形筋之间的间距（d）等指标因素对柱脚整体受力和U形筋受力的影响规律;最后,依据分析结果,对柱脚保护层厚度及其U形筋的设计方法给出改进建议。通过本论文的相关研究,可以得出以下主要结论:（1）端高比c/H的增加对于边柱柱脚的极限承载力和破坏荷载均无影响,但可使柱脚的刚度显著提高,同时延性变差;U形筋的抗弯贡献随端高比的增加而逐渐减小;端高比不大于0.5时,才能较好地保证U形筋的抗弯贡献率;（...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１外露式柱脚构造??
埋入段四周通常应配置竖向纵筋。埋入式柱脚的施工顺序为：先安装、??固定钢柱，再浇筑混凝土。埋入式柱脚根据混凝土保护层厚度的不同可分为中柱??（其构造如图１－３所示）和侧柱（其构造如图１－４所示）。由于侧柱（边柱或角??柱）柱脚端部混凝土保护层厚度较小，所以一般要在其端部设置足够的抗冲切加??强措施来避免其过早发生冲切破坏。目前我国规范规定的及实际工程中应用较多??的加强措施是增设开口向内的Ｕ形筋。埋入式柱脚相对于外露式柱脚和外包式??柱脚而言，其嵌固性和整体性最好，整体的刚度也最大，并且抗震性能好，因此??多用于抗震要求较高的多高层、超高层及大跨度结构中。但其缺点就是工序复杂??造成施工难度较大和施工工期的增长［３３］。??４??
—?／／??图１－３埋入式中柱柱脚构造??＂￣１?一＂基础纵筋??—－一＂ｙｖ＾＂?ｉ?ｚｉＨｌｉ?ｆｉ：?鳊部混凝土??Ｃｖ＼?保护层厚度Ｐ］??ＵＭ?ｆ１??、、一二—．／?．．?户Ｍ、Ｕ形筋??ｉ?ｉ＿ｊ?Ｊｌ—．．??图１－４埋入式侧柱柱脚构造??１．３埋入式柱脚研究现状??王燕、王泽霖［３４］等人基于《高层建筑钢结构设计与施工规程》，对栓钉的受??力性能进行了四组抗剪栓钉承载力试验。结果显示：栓钉的个数和直径对节点的??承载力均有一定影响，并针对抗剪栓钉承载力和栓钉长度的计算公式给出了建??议。王燕［３５］接着又研宄了钢柱埋置深度对柱脚节点承载力的影响，同时提出埋??入式柱脚的五种主要破坏形式，如图１－５所示。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国钢结构发展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建设标准化. 2017(05)
[2]框架钢结构的研究及优化设计[J]. 陈德润. 广东科技. 2014(18)
[3]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[4]浅析钢结构柱脚形式[J]. 李祖婷,杨婷连,王宁. 四川建筑科学研究. 2012(05)
[5]基于转动刚度的边柱埋入式柱脚非线性有限元分析[J]. 石韵,张航. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]边柱埋入式钢柱脚单调加载非线性有限元分析[J]. 石韵,张航. 工业建筑. 2012(S1)
[7]循环荷载作用下结构钢材本构关系试验研究[J]. 石永久,王萌,王元清. 建筑材料学报. 2012(03)
[8]带外加强环板的钢管混凝土柱脚节点受力性能试验研究[J]. 王毅红,尹冶,周珏,卜永红. 西安科技大学学报. 2012(03)
[9]埋入式柱脚基础段受力性能的试验研究[J]. 金党耀,殷志文,陈忠汉. 江苏建筑. 2009(05)
[10]促进我国建筑钢结构产业发展的几点思考[J]. 沈祖炎,李元齐. 建筑钢结构进展. 2009(04)
博士论文
[1]钢框架体系优化设计研究[D]. 黄冀卓.同济大学 2006
硕士论文
[1]埋入式扩翼型（边柱）柱脚节点受力性能研究[D]. 朱洁.福州大学 2017
[2]埋入式加劲型柱脚节点受力性能研究[D]. 黄沿才.福州大学 2016
[3]埋入式柱脚的受力性能分析[D]. 金鑫.浙江工业大学 2013
[4]埋入式柱脚设计方法与受力性能研究[D]. 刘珺雯.湖南大学 2013
[5]带抗剪环的埋入式钢管混凝土柱脚节点受力性能有限元分析[D]. 高航宇.长安大学 2013
[6]框架钢结构的研究及优化设计[D]. 彭帅.武汉理工大学 2011
[7]边柱埋入式钢柱脚节点性能试验研究[D]. 马彬.北京林业大学 2011
[8]埋入式钢柱脚抗震性能试验研究[D]. 王桢希.苏州科技学院 2009
[9]带抗剪环的埋入式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究[D]. 胡静.长安大学 2008
[10]带外加强环板的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究[D]. 尹冶.长安大学 2008
本文编号：3423116
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１外露式柱脚构造??
埋入段四周通常应配置竖向纵筋。埋入式柱脚的施工顺序为：先安装、??固定钢柱，再浇筑混凝土。埋入式柱脚根据混凝土保护层厚度的不同可分为中柱??（其构造如图１－３所示）和侧柱（其构造如图１－４所示）。由于侧柱（边柱或角??柱）柱脚端部混凝土保护层厚度较小，所以一般要在其端部设置足够的抗冲切加??强措施来避免其过早发生冲切破坏。目前我国规范规定的及实际工程中应用较多??的加强措施是增设开口向内的Ｕ形筋。埋入式柱脚相对于外露式柱脚和外包式??柱脚而言，其嵌固性和整体性最好，整体的刚度也最大，并且抗震性能好，因此??多用于抗震要求较高的多高层、超高层及大跨度结构中。但其缺点就是工序复杂??造成施工难度较大和施工工期的增长［３３］。??４??
—?／／??图１－３埋入式中柱柱脚构造??＂￣１?一＂基础纵筋??—－一＂ｙｖ＾＂?ｉ?ｚｉＨｌｉ?ｆｉ：?鳊部混凝土??Ｃｖ＼?保护层厚度Ｐ］??ＵＭ?ｆ１??、、一二—．／?．．?户Ｍ、Ｕ形筋??ｉ?ｉ＿ｊ?Ｊｌ—．．??图１－４埋入式侧柱柱脚构造??１．３埋入式柱脚研究现状??王燕、王泽霖［３４］等人基于《高层建筑钢结构设计与施工规程》，对栓钉的受??力性能进行了四组抗剪栓钉承载力试验。结果显示：栓钉的个数和直径对节点的??承载力均有一定影响，并针对抗剪栓钉承载力和栓钉长度的计算公式给出了建??议。王燕［３５］接着又研宄了钢柱埋置深度对柱脚节点承载力的影响，同时提出埋??入式柱脚的五种主要破坏形式，如图１－５所示。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国钢结构发展的思考[J]. 岳清瑞,侯兆新. 工程建设标准化. 2017(05)
[2]框架钢结构的研究及优化设计[J]. 陈德润. 广东科技. 2014(18)
[3]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范. 工业建筑. 2014(S1)
[4]浅析钢结构柱脚形式[J]. 李祖婷,杨婷连,王宁. 四川建筑科学研究. 2012(05)
[5]基于转动刚度的边柱埋入式柱脚非线性有限元分析[J]. 石韵,张航. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]边柱埋入式钢柱脚单调加载非线性有限元分析[J]. 石韵,张航. 工业建筑. 2012(S1)
[7]循环荷载作用下结构钢材本构关系试验研究[J]. 石永久,王萌,王元清. 建筑材料学报. 2012(03)
[8]带外加强环板的钢管混凝土柱脚节点受力性能试验研究[J]. 王毅红,尹冶,周珏,卜永红. 西安科技大学学报. 2012(03)
[9]埋入式柱脚基础段受力性能的试验研究[J]. 金党耀,殷志文,陈忠汉. 江苏建筑. 2009(05)
[10]促进我国建筑钢结构产业发展的几点思考[J]. 沈祖炎,李元齐. 建筑钢结构进展. 2009(04)
博士论文
[1]钢框架体系优化设计研究[D]. 黄冀卓.同济大学 2006
硕士论文
[1]埋入式扩翼型（边柱）柱脚节点受力性能研究[D]. 朱洁.福州大学 2017
[2]埋入式加劲型柱脚节点受力性能研究[D]. 黄沿才.福州大学 2016
[3]埋入式柱脚的受力性能分析[D]. 金鑫.浙江工业大学 2013
[4]埋入式柱脚设计方法与受力性能研究[D]. 刘珺雯.湖南大学 2013
[5]带抗剪环的埋入式钢管混凝土柱脚节点受力性能有限元分析[D]. 高航宇.长安大学 2013
[6]框架钢结构的研究及优化设计[D]. 彭帅.武汉理工大学 2011
[7]边柱埋入式钢柱脚节点性能试验研究[D]. 马彬.北京林业大学 2011
[8]埋入式钢柱脚抗震性能试验研究[D]. 王桢希.苏州科技学院 2009
[9]带抗剪环的埋入式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究[D]. 胡静.长安大学 2008
[10]带外加强环板的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究[D]. 尹冶.长安大学 2008
本文编号：3423116
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