方矩管混凝土柱計算理論分析及隔板貫通式節(jié)點研究.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、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、施工及使用上的不便，成為住宅鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個主要方向。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)點規(guī)程的編制，本文分析了可以用于

2、方矩管混凝土柱計算的三種理論，依據(jù)理論分析和鋼管混凝土超聲波檢測的試驗數(shù)據(jù)，提出了方矩管混凝土柱計算中疊加原理的應(yīng)用論據(jù)。此外，本文分析了目前我國方矩管混凝土柱計算理論研究的現(xiàn)狀，指出了目前需要解決的一大難點，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、方矩管混凝土柱計算理論的基礎(chǔ)上，按照計算簡潔、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)點形式，從日本的梁貫通式節(jié)點演化提出了隔板貫通式節(jié)點。設(shè)計了該種節(jié)點的靜力拉伸試驗，制作試件10個，其中1個為空鋼管試件用來于其它試件對比分析。試驗前，進(jìn)行了鋼材和混凝土的材性試驗。在確定梁翼緣與隔板連接處的過渡圓弧半徑時，經(jīng)ANSYS分析后，定為25mm。此外，采用

4、理論公式計算了各試件的承載力。試驗后，將試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果相比較，證明了理論計算方法的可靠性。根據(jù)試驗中應(yīng)變測量的結(jié)果，分析了該種節(jié)點應(yīng)力分布狀況。 為了分析隔板貫通式節(jié)點的抗震性能，設(shè)計了該種節(jié)點的擬靜力試驗。試驗共有試件3個，其中1個為空鋼管試件，用于對比分析。介紹了各構(gòu)件的破壞過程及特征。通過分析試驗得到的滯回曲線等數(shù)據(jù)，對節(jié)點的承載力、延性、耗能能力、強度退化等指標(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)點的抗震