方矩管混凝土柱計(jì)算理論分析及隔板貫通式節(jié)點(diǎn)研究.pdf

1、方矩管混凝土結(jié)構(gòu)(包含方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu))既有鋼結(jié)構(gòu)的塑性變形能力強(qiáng)、延性好、抗震性能優(yōu)良等特性，又克服了圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)由于截面形狀特殊所帶來的設(shè)計(jì)、施工及使用上的不便，成為住宅鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)主要方向。但目前方矩管混凝土結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用較少，相關(guān)的理論還不完備，缺乏相應(yīng)的有關(guān)節(jié)點(diǎn)的規(guī)范、規(guī)程，使得方矩管混凝土結(jié)構(gòu)難以得到推廣。 為配合方矩管混凝土結(jié)構(gòu)的推廣和方矩管混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)規(guī)程的編制，本文分析了可以用于

2、方矩管混凝土柱計(jì)算的三種理論，依據(jù)理論分析和鋼管混凝土超聲波檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了方矩管混凝土柱計(jì)算中疊加原理的應(yīng)用論據(jù)。此外，本文分析了目前我國方矩管混凝土柱計(jì)算理論研究的現(xiàn)狀，指出了目前需要解決的一大難點(diǎn)，即軸壓力分配系數(shù)問題。然后介紹了我國現(xiàn)有理論中兩種有關(guān)軸壓力分配系數(shù)的規(guī)定，將它們分別與實(shí)際情況進(jìn)行了比較。最后，在變形協(xié)調(diào)條件下，推導(dǎo)了一種全新的軸壓力分配方法，并給出相關(guān)數(shù)據(jù)，證明了新理論的合理性。在分析同樣采用疊加原理的日本

3、方矩管混凝土柱計(jì)算理論的基礎(chǔ)上，按照計(jì)算簡潔、概念明確和安全可靠的原則，確定了方矩管混凝土柱的計(jì)算公式。 本文簡要介紹了我國目前方矩管混凝土柱與H型鋼梁連接常見的節(jié)點(diǎn)形式，從日本的梁貫通式節(jié)點(diǎn)演化提出了隔板貫通式節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)了該種節(jié)點(diǎn)的靜力拉伸試驗(yàn)，制作試件10個(gè)，其中1個(gè)為空鋼管試件用來于其它試件對(duì)比分析。試驗(yàn)前，進(jìn)行了鋼材和混凝土的材性試驗(yàn)。在確定梁翼緣與隔板連接處的過渡圓弧半徑時(shí)，經(jīng)ANSYS分析后，定為25mm。此外，采用

4、理論公式計(jì)算了各試件的承載力。試驗(yàn)后，將試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相比較，證明了理論計(jì)算方法的可靠性。根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)變測(cè)量的結(jié)果，分析了該種節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布狀況。 為了分析隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的抗震性能，設(shè)計(jì)了該種節(jié)點(diǎn)的擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)共有試件3個(gè)，其中1個(gè)為空鋼管試件，用于對(duì)比分析。介紹了各構(gòu)件的破壞過程及特征。通過分析試驗(yàn)得到的滯回曲線等數(shù)據(jù)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的承載力、延性、耗能能力、強(qiáng)度退化等指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與比較。分析結(jié)果表明，該種節(jié)點(diǎn)的抗震