钢梁_钢筋混凝土柱连接节点试验研究91
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钢梁_钢筋混凝土柱连接节点试验研究91
第36卷第8期建??筑??结??构2006年8月；钢梁??钢筋混凝土柱连接节点试验研究；赵作周；1)；??钱稼茹??杨学斌??朱文焱；1)2)3)；[提要]??介绍了三个钢梁??钢筋混凝土柱连接节；[关键词]??钢梁??钢筋混凝土柱节点??梁贯通；ExperimentalStudyonBehav；Abstract:Testresultsofth；Keywor
第36卷第8期建??筑??结??构2006年8月钢梁??钢筋混凝土柱连接节点试验研究赵作周1)??钱稼茹??杨学斌??朱文焱1)2)3)[提要]??介绍了三个钢梁??钢筋混凝土柱连接节点在梁端往复加载的试验。试验结果表明,采用的梁贯通型连接具有良好的抗震性能,能够实现??强柱弱梁 、??强核芯弱构件 的抗震概念设计要求;提出了钢梁??钢筋混凝土柱连接设计建议。[关键词]??钢梁??钢筋混凝土柱节点??梁贯通型连接??试验ExperimentalStudyonBehaviorofReinforcedConcreteColumn??steelBeamSubassemblies??ZhaoZuozhou1,QianJiaru,YangXuebin,ZhuWenyan(1DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,BeijingBeijingIndustricialDesignandResearchInstitute,BeijingHaden(China)Co.,Ltd.,JingoldAirportConstructionCo.,Ltd.,Beijing100022,China)Abstract:Testresultsofthreesteelbeam??reinforcedconcretecolumnsubassembliesunderreversedcyclicloadingareintroduced.Amodifiedbeam??throughtypejointdetailingwasproposedandisadoptedforthethreesubassemblies.Basedontheexperimentalresults,ithasbeenprovedthatthejointwiththeproposeddetailsperformswell.Thebeam??throughtypejointcanmeettheconceptdesignrequirementsofstrongcolumn??weakbeamandstrongconnectionzone??weakframedelement.Somedesignrecommendationsareproposedforsteelbeam??reinforcedconcretecolumnjoints.Keywords:steelbeam??reinforcedconcrbeam??experiment1230??引言钢梁??钢筋混凝土柱框架在美国和日本已有广泛设置一个封闭环形箍板,箍板高度为主梁高度的1??4,在环形箍板的内侧,主梁方向设置两块三角形加劲板,次梁方向设置一块三角形加劲板,加劲板与箍板等高,加劲板与箍板之间、加劲板与钢梁翼缘之间围焊;主梁和次梁设置承压板(即梁的加劲肋),承压板的外表面与柱的表面平齐,承压板与梁翼缘等宽;次梁的下翼缘不设封闭环形箍板,但承压板向下延伸,延伸长度为次梁高度的1??4,在柱内侧设一块三角形加劲板,加劲板与外伸承压板等高,加劲板与外伸承压板之间、加劲板与次梁翼缘之间围焊。如果纵横两个方向的框架梁截面高度相同,则两个方向均按照主梁方向的做法处理。节点试件共三个:中间层中节点JD??1,十字形平面;中间层角节点JD??2,L形平面;顶层角节点JD??3,L形平面。试件的缩尺比为1!2。1??2加载方式计算了北京涂装车间工程框架在竖向荷载与水平地震作用下的内力,并按规范规定进行组合。结果表明,竖向荷载作用下中间层中节点主梁方向梁端的负弯矩较大,考虑地震作用组合后梁端不会出现正弯矩。为了模拟结构的实际受力状态,对于中间层中节点的主梁方向,需首先在梁上施加重力荷载,然后在梁端加1)清华大学土木系,北京,)北京市工业设计研究院,)海登德莱赛中国有限公司和金港机场建筑有限公司,北京,100022。的应用,美、日对钢梁??钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能有比较多的试验研究,提出了多种连接方式和设??4]计建议[1。我国对钢梁??钢筋混凝土柱连接的研究和应用都很少。以北京涂装车间工程为背景,进行了钢梁??钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能试验研究,为工程设计提供参考。1??试验概况由于框架结构在两个方向的跨度一般不同,对应梁截面的高度也一般不同。跨度大的方向梁截面高度一般较大,称之为主梁,另一个方向截面高度较小的梁称之为次梁。北京涂装车间工程框架结构主梁方向跨度达12m,次梁方向跨度为9m,试验以该工程中典型的中间层中节点与角节点,顶层角节点为对象,研究钢梁??混凝土柱连接节点的抗震性能。1??1试件钢梁??混凝土柱连接方式钢梁??混凝土柱连接方式分为梁贯通型和柱贯通型,试验采用梁贯通型连接,即梁穿过核芯区,其构造见图1。在主梁的上下翼缘外皮高度沿柱面各图1??梁贯通式连接69载模拟地震作用;对于中间层角节点和顶层角节点,直接在梁端加载模拟地震作用,不必在梁上施加重力荷载。加载采用了四种方式。加载方式1:首先在柱顶施加轴压力,在试验过程中保持恒定;然后,同时在柱两侧的梁端施加向下的竖向荷载,模拟重力荷载;以此荷载作为基准值,增加柱一侧梁端的竖向荷载,到指定值后卸载到基准值,然后再增加柱另一侧梁端的竖向荷载到相同的值,卸载到基准值,完成一次循环;重复上述加载循环,后一次加载循环比上一次加载循环的荷载增大,直到试验结束。加载方式2:首先在柱顶施加轴压力,在试验过程中保持恒定;然后,在柱两侧的梁端施加大小相同、方向相反的竖向往复荷载;试件屈服后,采用梁端竖向位移控制加载,每级位移往复两次,直到试验结束。加载方式3:首先在柱顶施加轴压力,试验过程中保持恒定;在梁端施加向下的竖向荷载,达到预定值后卸载至零,然后,在梁端施加向上的竖向荷载,达到预定值后卸载至零,完成一个加载循环;增大梁端荷载,进行下一加载循环;试件屈服后,采用梁端竖向位移控制加载,每级位移往复两次,直到试验结束。加载方式4:梁端施加向下的竖向荷载,达到预定值后卸载至零;增大梁端向下的竖向荷载,进行下一加载循环;试件屈服后,采用梁端竖向位移控制加载,每级位移往复两次,直到试验结束。JD??1主梁方向采用加载方式1,2,次梁方向采用加载方式2;JD??2主、次梁方向均采用加载方式3;JD??3次梁截面小,仅进行了主梁方向试验,采用加载方式4。1??3材料强度钢筋混凝土柱钢筋直径为8,12,16mm,纵筋和箍筋的实测屈服强度分别为308,390和379MPa,极限强度分别为434,578和513MPa;钢梁名义板厚为6,8,10mm的钢板实测屈服强度分别为411,380,404MPa,极限强度分别为563,550,550MPa。试验当天实测的三个试件的混凝土立方体抗压强度分别为45,55和46??8MPa。1??4量测量测内容包括:柱顶轴压力,梁端竖向力,梁端竖向位移,柱纵筋应变,箍筋应变,钢梁翼缘及腹板应变等。所有数据用计算机采集。2??中间层中节点试件试验实际结构首层层高6m,层2高10m。根据设备条件,中间层中节点试件JD??1的上柱高约1??5m,下柱高约1??0m,见图2,图中梁A,B为主梁,梁C,D为次梁。主钢梁截面为500?175?8?10,长3300mm,每侧伸出2??1试件参数柱表面1462次钢梁截面为250?125?6?8,长2200mm,每侧伸出柱表面925mm。混凝土柱截面主梁方向宽375mm,次梁方向宽350mm。与主梁上下翼缘连接的箍板高度为125mm,厚8mm。JD??1柱纵向钢筋的面积约为实际结构配筋面积的1??4,箍筋直径为8mm。图3所示为JD??1核芯区配筋构造,柱纵筋在柱的四角穿过节点区,保持连续。在节点核芯区次梁高度范围,混凝土柱被交叉钢梁的腹板分割成四块,柱的四角设置矩形箍筋,形成四个独立柱;节点核芯区次梁以下的高度范围,腹板两侧布置方箍,同时在主梁腹板上打孔,布置U形箍筋,主梁腹板两侧的U形箍焊接后形成封闭方箍。节点区外,通过上下箍板与复合箍将节点区的四个独立柱合为整体柱。在上下箍板内各设置一层小矩形箍筋与拉接筋。由于柱纵筋不能穿过钢梁的上下翼缘,在主梁上下翼缘中线靠近箍板处各焊一根直径10mm,长400mm的承压钢筋,承压钢筋伸入混凝土柱内。箍板以上及以下混凝土柱的箍筋采用复合箍,加密区间距70mm,非加密区箍筋间距140mm。主梁方向柱上下反弯点之间的距离为3000mm,与????????图2??试件JD??1尺寸图3??试件JD??1核芯区配筋图70主梁加载点之间的距离相同,梁端剪力等于柱中剪力;次梁方向柱上下反弯点之间的距离为2895mm,加载点距离为1900mm,柱中剪力为梁端剪力的0??656倍。2??2试验结果缩比后试件柱的轴压力为450kN,在地震作用下,主梁方向的剪力标准值约为30kN(设计值约为40kN)。主梁方向采用两阶段加载,第一阶段采用加载方式2,第二阶段采用加载方式1。两个加载阶段柱的轴压力分别为400kN和300kN。次梁方向采用加载方式2,柱的轴压力为400kN。破坏后试验照片见图4。图5??JD??1主梁方向荷载??位移曲线2??次梁方向试验结果梁端竖向荷载达到75kN,柱的剪力为49kN时,钢梁受拉翼缘屈服,梁测点的竖向位移为4??9mm,转角为1??130,核芯区箍筋的最大拉应变为100?10-6,核芯区没有发现裂缝。梁端位移达12mm,转角为1??53,柱的剪力为95kN时,上箍板以上的混凝土柱出现裂缝,上箍板的上边缘与混凝土之间也出现裂缝。在梁端位移12mm的第二次循环时,核芯区混凝土在钢梁受拉翼缘附近出现斜裂缝,钢梁受压翼缘开始屈曲,在荷载反向后原来屈曲的翼缘拉直,原来受拉的翼缘屈曲。图4??JD??1节点试验完成后照片梁端位移达到16mm,转角为1??40时,试件达到了最大承载力,梁端荷载为150kN、柱的剪力为99kN,核芯区的裂缝有所发展,但不严重。在16mm位移第二次循环加载时,梁上翼缘与箍板的焊缝处出现裂缝。梁端竖向位移达20mm,转角为1??32时,钢梁屈曲后扭转,试件的承载力略有降低;在第二次循环20mm位移时,钢梁受压翼缘屈曲,在靠近承压板处钢梁腹板屈曲,钢梁向一侧偏移从而丧失承载能力,试验结束。图6为实测梁端荷载??梁端位移曲线。核芯区箍筋的最大拉应变为500?10-6,柱纵筋的最大拉应变为,均没有屈服。图7(a)为JD??1次梁荷载??上翼缘应变曲线,图7(b)为JD??1次梁荷载??钢梁腹板主应变关系曲线。图6??JD??1次梁方向荷载??位移曲线1??主梁方向试验结果第一阶段加载,梁端竖向力达80kN时,上柱出现受弯裂缝,加载至90kN,第一阶段试验结束。此时,柱剪力为90kN,相当于8度小震柱地震剪力设计值的2??25倍、标准值的3倍,也相当于8度中震地震剪力标准值(按弹性计算)。上柱箍板上边缘纵筋的最大拉应变约为800?10-6,钢梁翼缘的最大拉应变约500?10-6,核芯区钢梁腹板的最大主拉应变约400?10-6,核芯区箍筋的最大拉应变为50?10-6,核芯区没有发现裂缝。梁端位移测点的竖向位移5??7mm,即梁端转角为1??193。实测的梁端荷载??位移曲线见图5(a)。第二阶段加载,首先在两侧梁端施加向下的竖向荷载160kN。当梁B端荷载增大值达到80kN(梁B端总竖向荷载为240kN)时,该梁受压翼缘屈曲后发生平面外扭转。以后的试验中,梁B端的荷载保持160kN不变,只在梁的A端加载。当梁A端荷载增大值达到200kN(梁A端总竖向荷载为360kN)时,梁端位移测点的竖向位移为14mm,转角为1??78,梁A受压翼缘屈曲,梁发生平面外扭转,不能继续加载,试验停止。此时,柱的剪力为100kN,相当于8度小震柱地震剪力设计值的2??5倍,钢梁受拉翼缘已经屈服。到试验结束,上柱混凝土主要是弯曲裂缝,节点核芯区混凝土没有发现裂缝。实际工程中,钢梁的上翼缘有楼板、下翼缘有隅撑,一般不会发生平面外扭转,其承载能力和变形能力应更大。实测的梁端荷载??位移曲线见图5(b),梁A端加载时荷载为正,梁B端加载时荷载为负。图7??JD??1次梁荷载??钢梁应变关系曲线3??中间层角节点试件试验图8所示为中间层角节点试件JD??2的尺寸,主钢3??1试件参数梁伸出柱表面1462mm,次钢梁伸出柱表面925mm。与71主梁上下翼缘连接的箍板高度为110mm,厚8mm。3??2试验结果试件JD??2采用加载方式3,柱顶施加的轴压力为220kN。1??主梁方向试验结果梁端荷载达到180kN时,钢梁翼缘屈服,此时,梁端位移为8mm,转角为1??138,柱的剪力为90kN,相当于小震时柱地震剪力标准值的3??6倍、柱组合的剪力设计值的1??8倍,没有发现核芯心区、柱出现裂缝。此后,采用梁端位移控制加载。当梁端最大位移为8mm作第二次循环加载时,上箍板与混凝土之间出现裂缝。随梁端位移的增加,上柱混凝土出现新的裂缝,均是弯曲水平裂缝。当梁端图9??JD??2梁端竖向荷载??位移关系滞回曲线上箍板与混凝土之间出现裂缝,钢梁受拉翼缘附近核芯区出现斜裂缝。梁端最大位移达18mm时,试件达到其最大承载力171kN,对应梁端转角为1??34,受压翼缘屈曲明显;反向加载时原来受压屈曲的翼缘拉直,原来受拉的翼缘受压屈曲,试件发生平面外扭转,承载能力开始降低。正向加载到梁端位移24mm,转角为1??26时,受压翼缘屈曲严重,腹板发生翘屈、试件扭转,试验停止。图9(b)为梁端竖向荷载??位移关系滞回曲线。到试验结束,混凝土柱以弯曲水平裂缝为主,主要集中在上柱底部混凝土受拉区;上箍板与混凝土之间开裂;核芯区只在次梁下翼缘附近有裂缝,不影响核芯区的整体性和承载力。梁端荷载超过150kN后,核芯区内钢梁腹板进入图8??试件JD??2尺寸屈服。试验结束时,实测柱的纵筋的最大拉应变为600?10-6竖向位移达20mm,转角为1??55时,梁端荷载为314kN,核芯区的剪力为157kN,为小震时柱地震剪力标准值的6倍,相当于大震作用下核芯区的剪力(按弹性计算)。核芯区除在上下翼缘附近混凝土局部出现细且短的裂缝外,没有明显可见裂缝。梁端位移达到25mm,转角为1??44时,钢梁加载端突然向一侧扭转,试件不能继续加载,试验结束。图9(a)为梁端竖向荷载??位移关系滞回曲线。试验结束时,核芯区内外钢梁腹板的主拉应变分别为与700?10-6,主压应变分别为-1000?10与-1300?10,钢梁腹板没有屈服;主梁上箍板的最大水平拉应变约;柱纵筋的最大拉应变约为,没有屈服;核芯区箍筋的最大拉应变为600?10-6,为屈服应变的1??3。节点试验照片见图10。2??次梁方向试验结果梁端竖向荷载为110kN时,钢梁翼缘屈服;当梁端竖向荷载为140kN时,梁端位移为8mm,对应梁端转角为1??77。此后,采用梁端位移控制加载。当梁端位移达12mm,转角为1??52时,梁端竖向荷载为168kN,柱的剪力为55kN,钢梁受压翼缘屈曲,混凝土柱与核芯区均没有发现裂缝;重复12mm位移时,-6-6,不到屈服应变的1??3;核芯区箍筋的最大拉应-6变为300?10,没有屈服;钢梁上下翼缘屈服,拉应变远远大于压应变;次梁附近上箍板的最大水平拉应变为124?10-6,主梁附近上箍板的最大水平拉应变为160?10-6。图10??JD??2节点试验后照片4??顶层角节点试件试验JD??3两个方向钢梁的截面尺寸相差较大,仅进行了主方向的加载试验。4??1试件参数试件JD??3核心区的尺寸及构造见图11。主钢梁伸出柱中线1100mm,加载点距柱表面762mm。与主梁上下翼缘连接的箍板高度为90mm,厚8mm。4??2试验结果72当梁端荷载达到160kN,梁端弯矩为122kN#m时,下柱箍板下边缘与混凝土柱连接处首先出现裂缝,这时,节点核心区的水平剪力为83kN。当梁端竖向荷载为200kN、梁端位移6mm、对应梁端转角为1??127时,钢梁受拉翼缘屈服,此时混凝土柱纵筋的拉应变为800?10-6,不到钢筋屈服应变的1??2。当梁端竖向荷载为260kN、梁端位移9mm、转角为1??84时,试件的荷载??位移曲线出现明显的软化迹象。随后,加载按位移控制。梁端位移达到20mm,转角为1??38时,试件达到了最大承载力,此时,梁端荷载为298kN,核芯区的剪力为155kN。梁端位移达到32mm,转角为1??24时,试件的承载能力已经下降了10%。最后加载到梁端位移达40mm、转角为1??19,试件的承载能力基本保持不变,但钢梁的下翼缘屈曲和腹板屈曲严重,卸载后梁端残余位移达32mm、梁端转角为1??24,试验结束。图12为JD??3主梁端荷载??位移曲线。到试验结束,节点核芯区没有发现裂缝,裂缝均在下柱箍板以下的混凝土柱上。核芯箍筋的最大拉应变为170?10柱纵筋的最大拉应变为1320?10-6-6见裂缝。(5)中间层角节点试件次梁方向梁端转角达到1??26,节点下柱箍板以下混凝土柱有弯曲裂缝,核芯区没有发现裂缝。(6)顶层角节点试件达到了最大承载力,钢梁的下翼缘和腹板屈曲严重,混凝土柱有裂缝,核芯区没有发现裂缝,试验结束时,梁端转角达1??19。5??2建议(1)钢梁??钢筋混凝土柱连接可采用钢梁贯穿型,可采用文中试验节点试件的构造。(2)钢梁在柱面位置应设置承压板,厚度不小于16mm。(3)主梁上翼缘上和下翼缘下应设置封闭的箍板,箍板分别与上、下翼缘焊接,箍板的高度可不小于梁截面高度的1??4,厚度不小于16mm。(4)次梁下翼缘应设置向下外伸的承压板,宽度与梁翼缘相同,高度可不小于梁截面高度的1??4,厚度不小于16mm。(5)箍板和外伸承压板与梁翼缘之间应设加劲肋。(6)核芯区和箍板内的箍筋设置,可参考图3。参考文献,,均没有屈服。[1]高立人.钢梁??混凝土柱组合框架结构在国外的发展[J].建筑结构,).[2]NISHAYAMAI,KURAMOTOH,NOGUCHIH.Guidelines:seismicdesignofcompositereinforcedconcreteandsteelbuildings[J].JournalofStructuralEngineering,ASCE,).[3]DELERLEINRG,NOGUCHIH.OverviewofUS??Japanresearchonthe图11??试件JD??3主梁方向尺寸图12JD??3主梁端荷载??位移曲线seismicdesignofcompositereinforcedconcreteandsteelmomentframestructures[J].JournalofStructuralEngineering,ASCE,).[4]LIANGX,PARRA??MONTESINOSGJ.Seismicbehaviorofreinforcedconcretecolumn??steelbeamsubassembliesandframesystems[J].JournalofStructuralEngineering,ASCE,).5??结论和建议(1)三个节点试件都是钢梁受拉翼缘屈服、受压翼5??1结论缘屈曲,梁发生平面外扭转破坏;试验结束时,柱纵筋、核心区箍筋的应变不大。钢梁??混凝土柱连接采用钢梁贯穿型是安全可靠的,采用文中连接构造能够实现强柱弱梁、强核芯区的抗震要求。(2)中间层中节点试件主梁平面外扭转而试验结束,此时,柱的剪力为100kN,相当于8度小震柱地震剪力设计值的2??5倍,上柱混凝土出现弯曲裂缝,核芯区混凝土没有出现裂缝。????(3)中间层中节点试件次梁方向达到了最大承载力,核芯区混凝土在钢梁受拉翼缘附近出现斜裂缝。试验结束时,梁端竖向位移达20mm,梁端转角为1??32。(4)中间层角节点试件主梁方向梁端转角达1??55,核芯区剪力达小震时柱地震剪力标准值的6倍时,核芯区仅在上下翼缘附近有细且短的裂缝,没有明显可北京市建筑设计研究院工程四所中标北京妇产医院安全加固工程首都医科大学附属北京妇产医院西院区位于故宫博物院东侧,是一所以诊治妇产科疑难重症为重点的医疗、教学、科研和预防保健相结合的市属三级甲等医院,建于1959年,建筑面积1??5万m2,该建筑物使用年限已达47年,各种设施老化落后,且不同程度地存在安全隐患。改造方案包括两部分:一部分是西院区总体规划,另一部分是主楼改造加固、设备更新、手术室改造及内外装修。加固方案的整体设计理念是:??融合现状、面向未来、经济适用、生态节能 。平面重新整合内部空间,外立面保留原立面元素风格。(北京市建筑设计研究院??魏嘉)73包含各类专业文献、各类资格考试、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、中学教育、钢梁_钢筋混凝土柱连接节点试验研究91等内容。
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土木币7219
最近碰到一个工程&&型钢混凝土梁与框架柱连接
规范的要求
9.1.6 在跨度较大的框架结构中，当采用型钢混凝土梁和钢筋混凝土柱时，梁内的型钢应伸入柱内，且应采取可靠的支承和锚固措施，保证型钢混凝土梁端承受的内力向柱中传递，其连接构造宜经专门试验确定。
9.1.6 当框架梁采用型钢混凝土结构，而框架柱采用钢筋混凝土结构时，若梁、柱节点为刚性连接，则必须对梁内型钢在支座处采取可靠的支承和锚固措施，以保证梁柱刚性节点的内力传递。在钢筋混凝土的框架柱中设置型钢构造柱是一种较好的措施。
希望大家多多讨论 提供更好的节点做法
若不加型钢构造柱&&有没有更好的解决办法
土木币7219
自己顶一下 我认为这个问题是在工程实践中经常遇到的问题
但是现在的规范标准上提的不是很明确
还是很有讨论的价值的
五星助理工程师, 积分 332, 距离下一级还需 168 积分
如果不是转换梁或是剪力较大的连梁，完全可以不用型钢混凝土梁去跟混凝土柱连接，可以用钢梁跟混凝土柱铰接，传力更直接，施工也更方便
一星助理工程师, 积分 98, 距离下一级还需 2 积分
土木币1398
如果柱不做型钢 感觉构造上没办法完全做到刚接
二星助理工程师, 积分 128, 距离下一级还需 22 积分
哦哦，我也想知道 啊
技术员, 积分 38, 距离下一级还需 12 积分
最好的是加上构造钢骨柱，要知道能给钢骨梁提供一个可靠的刚接连接，仅靠钢筋是有困难的。
一星助理工程师, 积分 66, 距离下一级还需 34 积分
唉 也有同样的疑问，正在做一个大跨梁，采用型钢梁，柱用钢骨混凝土柱，但是型钢梁周边的楼板和梁怎么布置用什么材料怎么施工，一头雾水啊
五星工程师, 积分 2184, 距离下一级还需 316 积分
土木币6967
最近正在跟一个同学探讨这个问题，有谁能提供详细做法和算法的？
五星助理工程师, 积分 274, 距离下一级还需 226 积分
遇到同样的问题，领导让只做型钢混凝土梁，做普通混凝土柱，我感觉节点有问题，希望做过的同学发个详图让学习一下。
二星助理工程师, 积分 113, 距离下一级还需 37 积分
土木币1156
很久以前的帖子了，不知道大家现在是怎么做的？
优秀版主-铜
10周年站庆
8-1(商易宝)
8-2(英才网)
8-3(媒体广告)吊车梁与钢管混凝土柱连接构造的调查分析和加固技术
钢管混凝土柱是指将混凝土填入薄壁钢管内而形成的组合结构。其借助钢管对核心混凝土的套箍约束作用,使核心混凝土处于三向受压状态,延缓了混凝土受压时的纵向开裂,从而使核心混凝土具有更好的抗压强度和压缩变形能力。其具有承载力高、截面小、重量轻、延性好、耐冲击、耐疲劳、省材料和施工方便等优点。钢管混凝土柱在单层、多层工业厂房、各种支架和超高层建筑以及大跨度桥梁等结构中得到广泛的应用。在宝钢三期工程建的钢结构工业厂房中,首次大量采用双肢钢管混凝土柱作为厂房柱。其结构形式为:下柱段采用钢管混凝土作为主肢,中间用圆管作为斜腹杆连接,肩梁采用单腹板,在两端与下柱钢管焊接。经过十余年使用,出现了吊车梁间连接螺栓破坏、柱间支撑失效和柱顶垫板错位等问题,严重影响了车间的安全生产。论文以宝钢三期工程钢结构工业厂房为研究对象,对厂房中钢管混凝土柱与吊车梁连接部分的损伤或破坏进行了现场调查检测,并且就出现损伤的结构及构件做了原因分析。在最后,本文就出现损伤或&
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1概述1.1钢管混凝土的发展概况及特点钢管混凝土结构的出现,可以追溯到19世纪80年代。1879年,英国赛文(Seven)铁路桥的建造中采用了钢管混凝土桥墩,当时灌注混凝土的目的只是为了防锈。在二十世纪初,美国也在一些单层和多层建筑中采用了称为“Lal-ly column”的钢管混凝土柱[1]。而对钢管混凝土结构力学性能较为深入的研究,以及这类结构被大范围推广应用主要是在20世纪六十年代以后。我国钢管混凝土结构的研究开始于20世纪六十年代,并首先应用于北京市地铁工程中。在这方面最早开展工作的是原中国科学研究院哈尔滨土建研究所。1963年以后,原建筑材料研究院(现苏州混凝土与水泥制品研究院)、北京地下铁路工程局、哈尔滨建筑大学、冶金工业部建筑研究总院、电力工业部电力研究所以及中国建筑科学院等单位,都先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术开展了比较系统的研究,取得了一定的成果。钢管混凝土是将混凝土灌入钢管而...&
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钢管混凝土柱是由钢管和混凝土组合在一起所形成的构件，它能充分发挥两种材料的优点，利用钢管对混凝土的约束效应，提高了核心混凝土的承载能力，而核心混凝土的存在使钢管不会产生局部屈曲。在工程实践中，钢管混凝土柱与钢梁体系具有广泛的应用范围和良好的综合性能。外加强环式节点是钢管混凝土柱—钢梁体系的常见连接形式，认识此类节点的受力性能对结构设计至关重要。在国内外已有的试验及理论研究中，主要针对框架结构的钢管混凝土柱与钢梁垂直正交节点，本文结合武汉船用机械有限责任公司舰艇配套产品生产线(总装总试厂房)，对钢吊车梁与钢管混凝上柱连接的外加强环式节点进行试验研究。由于工期的延误，试验尚不能进行，文章仅对节点的试验方案进行了探讨。试验设计的内容包括试验目的，试验仪器，测点布置及测试内容。通过有限元软件对节点进行了实体建模的数值模拟分析。提取相应的应力分布图形和测点应力数据，对组成节点的加强环、肩梁、钢管和混凝土进行了受力特征分析，得出了各部分的受...&
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在大型工业厂房设计中,钢管混凝土双肢柱因其突出的承载力、变形和延性性能得到广泛应用,其构件型式、构造措施在实际中也不断得到改进。近年调查研究中发现,钢管混凝土双肢柱的肩梁与吊车梁连接部位出现了严重缺陷,对厂房正常使用和生产造成不利影响。为克服肩梁与吊车梁连接方式上的缺陷以及满足大跨度、重载厂房的需求,两种带有新型肩梁的钢管混凝土双肢柱得到了应用,其肩梁分别为单腹板改进型和双腹板两种形式。由于应用时间不长,目前这两种肩梁的受力性能和破坏机理尚不明确,其承载力也无成熟的计算方法。因此,研究这两种新型钢管混凝土双肢柱肩梁的受力性能和设计方法,对于完善钢管混凝土柱的设计理论,推广钢管混凝土柱厂房的应用具有重要的理论意义和实用价值。论文以宝钢大型工业厂房中新型钢管混凝土双肢柱为研究对象,通过工程调查、试验研究和理论分析,系统研究了钢管混凝土双肢柱中单腹板改进型肩梁和双腹板肩梁的受力性能和破坏模式,分析了肩梁刚度对厂房受力的影响规律,提出了...&
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1994年的美国Northridge地震和1995年的日本Kobe地震中最为惨痛的教训就是现代钢结构焊接刚性节点的过早脆性破坏。两次地震的震害调查发现,钢结构焊接节点的连接破坏主要发生在下翼缘处,分析其破坏的主要原因为:一方面可能是混凝土楼板的组合效应导致下翼缘处应力增大;另一方面可能是下翼缘在腹板位置焊接的中断造成焊缝缺陷。因此迫切需要探求有效的措施(如采用工厂焊接方式和钢梁“狗骨式”削弱等)来保证节点的焊缝质量,同时有必要深入研究混凝土楼板组合效应的影响。钢—混凝土组合结构以其合理和有效地利用了钢梁和钢筋/钢管混凝土柱的力学性能而逐渐被视为中、高震区的纯钢筋混凝土结构和钢结构的有益补充,并且日益广泛的应用于工程实际。为确保钢—混凝土组合节点的施工方便性和良好的抗震性能,本文提出了新型的端板螺栓连接钢—混凝土组合节点型式。该节点型式的特点在于:钢梁首先在工厂焊接好端板,再在施工现场通过贯穿柱身的无粘结高强螺栓与钢筋/钢管混凝土...&
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1工程情况及结构形式XX公司碳素厂焙烧车间桁车在操作时,由于垂直提升空间不是很足,为满足桁车工艺要求,决定将桁车和吊车梁整体提高300mm。焙烧车间:轴线尺寸1～46线长270.2m,A～G列、G～N列均宽40.2m,系单层二连跨排架结构,柱间距为6m;采用预制钢筋砼柱(A列和N列钢筋混凝土预制柱下柱尺寸为600mm×1400mm,上柱尺寸为600mm×700mm,牛腿尺寸为600mm×1800G列采用共用预制柱,采用双面对称柱)、变截面屋面梁、钢吊车梁、单层彩板维护结构、屋面采用彩板。承重柱顶标高▽17.300m,轨道采用QU120,轨道顶标高▽8.700m。内设多功能机组(Q=240t)4台,Lk=38.5m。室内主要有2个54室敞开式焙烧炉基础,位于A～G列、G～N列的11～41线范围内;生活室设于N列外侧14～26线间,两层框架结构,主要包括配电室、变压器室、备件库、维修间、更衣室、休息室、会议室、控制室、办公室等...&
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12 m跨度内的钢吊车梁设计一般可套用标准图集而不必另行设计计算,但遇到非标准吊车梁就必须由设计者自行设计。笔者设计的南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目主厂房的抓斗吊工作制级别是A8,吊车梁跨度为6 m,无法套用标准图集。而且厂房A8工作制级别的吊车采用极少,笔者曾经走访的上海江桥、常熟、盐城几家垃圾焚烧发电厂均采用A7工作制级别的抓斗吊,暂无可供借鉴的设计实例。本文通过介绍笔者所设计南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目主厂房A8工作制级别的抓斗吊钢吊车梁的计算过程,主要阐述了重级工作制吊车梁在设计过程中与相同起重量其他工作级别吊车梁的不同之处及注意事项。1工程概况南通区域生活垃圾焚烧热电联产项目位于如皋市石庄镇。整个项目以主厂房为主体,周边布满了其它配套单体工程,如110 kV配电所、化水站、取水泵房、办公楼、烟囱等。主厂房由卸料大厅及焚烧间垃圾库、汽轮机房、主控楼、锅炉区五部分组成。其中主厂房垃圾库设两台起重量为15 t,工作级别...&
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