带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁节点设计研究

本文根据试验和理论研究结果,对用于高层建筑的带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的受力和变形特征进行了分析研究。结合《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159∶2004)的设计规定,首先对方钢管混凝土柱-钢梁节点的梁-柱连接,给出了不同抗震设防要求时的受弯、受剪计算公式及建议;其次通过对节点核心区受力机理的分析,建立了钢“框架-剪力墙”加混凝土“斜压短柱”的受力模型及其屈服机制,根据塑性极限分析,给出了节点核心区受剪承载力计算的叠加公式,并与“规程”公式和非线性有限元近似模拟分析结果进行了比较。本文提出的节点核心区受剪承载力计算公式,能够反映出轴压比的影响,其计算结果安全合理,可供实际工程设计参考。     

大连维多利亚广场矩形钢管混凝土构件设计研究

大连维多利亚广场A塔楼外框采用矩形钢管混凝土柱。介绍了矩形钢管混凝土柱的设计分析方法及节点构造等内容;重点探讨了矩形钢管混凝土柱在地下室部分的设计与构造以及伸臂桁架等关键节点的传力构造,并采用有限元软件对关键节点进行分析;最后阐述了矩形钢管混凝土的施工及检测方法。通过理论分析及工程实践,证明矩形钢管混凝土柱承载力高、抗震性能优越、施工方便,在超高层结构中具有一定的优势。     

主管内填混凝土的矩形钢管X型节点受拉和受弯性能试验研究

为了解主管内填混凝土对矩形钢管X型节点性能的影响,分别进行4个矩形钢管混凝土X型节点和1个矩形钢管X型节点的受拉和受弯试验,试验主要参数为支主管宽度比β和主管宽厚比γ。试验结果表明,主管内填混凝土能够改善节点受力性能,提高节点刚度和承载力,与矩形钢管节点相同,参数β和γ是影响矩形钢管混凝土受拉和受弯节点承载力的主要因素,β越大、γ越小,矩形钢管混凝土节点受拉和受弯承载力越高,节点刚度越大;由于主管内填混凝土的作用,改变了节点破坏模式几何参数的变化范围,节点破坏模式与矩形钢管节点不同。建议套用相应矩形钢管节点承载力计算公式,依据破坏模式来验算矩形钢管混凝土X型节点的受拉和受弯承载力。     

矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力

在矩形钢管混凝土桁架受压节点受力机理试验研究的基础上 ,提出了矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力的计算公式。该公式与试验结果相比 ,吻合较好 ,可供工程技术人员设计时参考 ,并为我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》的编制提供了参考依据     

钢管混凝土复合短柱轴压性能试验研究

钢管混凝土复合柱由钢管混凝土柱肢和钢筋混凝土联接板组成。以柱肢钢管壁厚和联接板厚度为试验参数,对7个复合短柱试件进行轴压性能试验研究,同时进行了与复合柱试件组成相对应的4个钢管混凝土柱构件和3个钢筋混凝土板构件的轴压试验。研究复合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和荷载 位移曲线,对比分析试件与对应构件的荷载 应变曲线,研究柱肢钢管壁厚和联接板厚度对复合短柱轴压承载力的影响。试验结果表明：轴压复合短柱受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性发展阶段;轴压复合短柱的破坏特征为钢筋混凝土联接板混凝土压碎,此时钢管混凝土柱肢的受力状态与对应的钢管混凝土构件的受力状态不同,钢管混凝土柱肢并没有充分发挥其自身的承载能力;在复合短柱的轴压承载力计算中应引入柱肢承载力折减系数,该系数与柱肢套箍系数相关;通过对现有的钢管混凝土轴压短柱的试验数据进行回归分析,拟合得到柱肢承载力折减系数的经验计算公式;按照建议方法计算得到的复合短柱的轴压承载力与试验结果吻合良好。     

方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点抗剪承载力研究

根据试验和理论研究成果,对方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点核心区的受力机理进行了分析,建立了节点核心区的受力模型和屈服机制,推导了节点核心区的抗剪承载力计算公式。公式不仅考虑了螺栓和柱轴力对节点核心区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。用推导的公式计算了3个方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点试验模型节点区的抗剪承载力,计算结果与试验结果吻合较好。     

带约束拉杆L形钢管混凝土轴压短柱的承载力计算

在试验的基础上,分析了带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的受力机理,将带约束拉杆L形钢管混凝土短柱划分成一个方形和两个带约束拉杆的矩形钢管混凝土短柱,提出了轴压下带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的承载力计算公式,并结合试验数据确定了计算公式中的参数。用建议计算公式对有关试件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。     

考虑局部屈曲的矩形钢管混凝土轴压承载力计算方法

基于已有的试验研究与理论分析,给出了矩形钢管混凝土中钢管不出现局部屈曲时的最大宽厚比限值,同时提出大宽厚比下矩形钢管混凝土中考虑钢管屈曲的承载力计算方法。通过回归分析给出了矩形钢管混凝土轴压短柱、轴压中长柱的承载力简化计算公式,简化计算结果和大量试验结果进行对比,用试验结果验证了简化计算结果的正确性。同时,采用CECS、DBJ、EC4、LFRD及AIJ规程计算了矩形钢管混凝土承载力并和试验结果进行对比,对比结果表明:欧洲EC4规程、DBJ规程及简化计算结果与试验结果较为接近,所提出的简化计算公式不仅适用于普通宽厚比下矩形钢管混凝土承载力计算,且适用于大宽厚比下考虑局部屈曲时承载力计算,实现了普通壁厚和薄壁矩形钢管混凝土承载力计算公式的统一。     

新型钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的有限元分析

本文研究一种新型的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点,即在钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接区,钢管局部开矩形孔、节点区域钢管加强,使钢筋混凝土梁中的纵向钢筋直接伸入节点,节点混凝土与梁中混凝土成为整体,方便施工且保证了节点刚度。本文在选择了合理的钢材和混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对这类新型的钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的受力性能进行了较为深入的研究,研究结果表明,这类节点可以实现"强节点弱构件"的抗震设计要求。本文的研究成果可为相关研究和工程实践提供参考。     

矩形钢管混凝土在华敏帝豪大厦中的应用研究

华敏帝豪大厦塔楼结构方案在综合考虑结构抗震性能、建筑功能及经济性后,外围框架柱和转换斜撑采用矩形钢管混凝土构件。介绍了矩形钢管混凝土结构的计算、构造和节点,着重阐述了钢管混凝土斜撑转换构件的设计和构造,并用有限元程序ANSYS对重要节点进行分析。工程实践表明,矩形钢管混凝土结构承载力高、抗震性能好,可显著减小柱断面,与钢框架梁连接方便。最后介绍了矩形钢管混凝土施工中的重要问题。     

轴心受压矩形钢管混凝土短柱承载力研究

对8根参数不同的矩形钢管混凝土短柱进行了轴心受压试验,分析了试件的破坏形态,基于线性莫尔强度准则提出了一个轴心受压矩形钢管混凝土短柱极限承载力计算公式,并用其他文献的试验成果对其进行了验算.结果表明,所得计算结果与试验数据吻合,可为工程设计提供参考.通过比较,验证了按照《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159:2004)提供的轴心受压短柱承载力计算公式进行设计,其结果是安全可靠的.     

工字形钢梁-矩形钢管柱单向螺栓节点抗弯承载力理论计算方法

针对工字形纯钢梁和钢-混凝土组合梁分别与矩形钢管柱和矩形钢管混凝土柱采用单向螺栓(也称单边拧紧螺栓)连接形成的4种节点形式,对其在弯矩作用下的受力机理及破坏模式进行分析,讨论导致节点失效的因素。总结节点在弯矩作用下的9种失效模式,包括：单向螺栓拉断、端板受弯屈服、矩形钢管柱壁翼板受拉屈服、矩形钢管柱壁翼板受压屈服、矩形钢管柱壁腹板受压屈曲、混凝土楼板局部压溃、钢筋屈服、矩形钢管柱内混凝土局部压溃、矩形钢管柱壁腹板受压屈服,进而基于破坏模式给出节点各组件承载力的计算公式。对4种节点在不同破坏模式下的正弯矩承载力和负弯矩承载力进行分析,给出节点承载力计算公式。将节点抗弯承载力的理论计算结果与试验结果进行对比,验证理论计算方法的可靠性。     

新型方钢管混凝土梁柱节点力学性能分析

钢管混凝土能够充分发挥混凝土和钢材两种材料的特性,混凝土受到钢管环箍作用,具有很高的抗压承载力.但由于梁柱连接节点部位构造较为复杂,施工难度大,还有待进一步改进改善.利用ANSYS对新型方钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁内插钢板连接节点的受力特性进行了研究,通过与普通钢筋混凝土梁柱节点的对比分析,得到新型节点具有较高承载力、抗震性能优越、延性非常好、有很长的屈服平台、屈服后承载力下降不多等优点.破坏时节点域变形很小,塑性角外移,避免了节点域的脆性破坏.     

天津周大福中心雨棚索-钢管混凝土柱节点性能分析

天津周大福中心的雨棚采用悬挑索结构,拉索与钢管混凝土柱的连接节点设计是雨棚设计的重要内容。为了使两者可靠连接,提出了两种索-钢管混凝土柱节点的构造形式。运用有限元方法分析了两种节点构造形式的受力性能,对比了两种节点的失效模式、承载力和应力分布。结果表明,两种节点的失效模式均为销轴孔壁承压破坏,通过改变耳板的厚度和销轴的直径可以调整节点的承载力。通过比较,设计荷载下节点A中钢管和混凝土的应力水平低于节点B。对节点A进行了进一步的优化以满足工程应用要求,并提出了一般的索-钢管混凝土柱节点构造建议。     

新型钢管混凝土柱环板节点的非线性有限元分析研究

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱结构推广应用的关键技术所在。提出一种新型钢管混凝土柱环板节点,并利用有限元分析软件ANSYS,对该新型钢管混凝土柱环板节点进行空间非线性有限元分析,分析垂直对称荷载作用下该新型构造节点内的应力分布情况和内力传递机理,并与穿心节点和不穿心的环梁节点进行比较分析。分析结果表明,该新型钢管混凝土柱环板节点能有效地传递梁端内力,且构造简单,施工方便,可为钢管混凝土柱节点的设计提供参考和选择。     

洛阳龙门钟楼结构模型分析和关键节点设计

结合洛阳龙门钟楼建筑特点,提出了一种针对传统风格建筑檐口柱收分的结构构造做法,即方钢管混凝土柱下接钢筋混凝土柱收分节点构造。通过3种不同的计算模型分析及整体指标对比,结果表明方钢管混凝土柱连接属性介于铰接与刚接之间,属于半刚性连接。结构简化计算时整体控制指标应取铰接、刚接计算假定的中间值。根据《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014)相关要求验算该构造下方钢管混凝土柱在单一受力状态和复杂应力状态的承载力,结果表明方钢管混凝土柱满足各项受力状态下的性能要求。通过整体与局部节点分析可知,该构造节点安全可靠,可供类似项目设计参考。     

矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点受剪承载力研究

在矩形钢管混凝土异形柱-钢梁节点试验研究的基础上,对节点的破坏特征及影响因素进行分析,结果表明矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的破坏模式主要是节点域发生剪切斜压破坏,其受力机理为钢桁架、混凝土主斜压杆和约束斜压杆的综合作用。在此基础上,将节点域抗剪贡献分为三部分进行研究,包括节点域钢管腹板的抗剪贡献、节点域混凝土主斜压杆的抗剪贡献和约束斜压杆的抗剪贡献。根据试验结果和力学分析,推导了节点区柱腹板剪力计算式;由虚功原理得出节点区混凝土约束斜压杆的承载力计算式;通过对试验数据的回归分析,得到核心区混凝土主斜压杆的承载力计算式;最后提出了矩形钢管混凝土异形柱 钢梁框架节点屈服剪力和极限剪力的计算式,该计算式不仅考虑了柱轴力对节点区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。对比结果表明,采用计算式得到的结果与试验结果吻合较好。     

地下车站钢管混凝土柱节点试验研究分析

针对深圳某大型地下车站的工程建设提出了新型的钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点构造型式。根据相似性原理,对其进行了正常使用工况的单调加载试验和破坏试验;分析了该节点型式的力学性能能否满足设计要求;研究表明该节点传力路线明确,受力性能良好,能满足正常使用工况下的承载力设计要求。     

双圆中空夹层钢管轻骨料混凝土中长柱受力分析

在圆中空夹层钢管轻骨料混凝土短柱的有限元分析基础上,应用ANSYS有限元软件建立中长柱模型进行受力计算与结果分析。结合钢管混凝土中长柱受力性能的主要影响因素及现有计算公式,对其极限承载力计算公式进行修正。修正后的公式计算结果与ANSYS有限元的计算结果吻合度较高。随中长柱长细比增大极限承载力降低,延性下降;随混凝土强度提高,中长柱延性降低,但对极限承载力的影响较小。     

北京A380大跨机库节点承载力试验研究

对北京A380机库的关键焊接空心球节点与焊接矩形钢管相贯节点在特定受力条件下的极限承载能力进行了理论分析与试验研究.通过有限元非线性分析确定节点的受力性能,并对节点的构造提出改进意见,然后以模型试验验证节点的极限承载力.研究表明:(1)焊接空心球节点与焊接矩形钢管相贯节点的设计承载力较高,完全能够满足设计方的要求,具有良好的工作性能;(2)在主管轴力较高的情况下,焊接矩形钢管相贯节点的破坏以主管破坏为主;(3)在复杂节点设计与分析中,应合理考虑节点的受力情况,将理论分析与模型试验相结合以确定节点承载力是非常有必要的.