矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点力学性能试验研究

针对矩形钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点在高层建筑工程中存在传力不直接,施工难度大,施工质量难以保证的问题,结合北京CBD核心区Z13地块超高层项目,提出了矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点,对不同配筋率的矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点试件进行低周往复加载试验,研究节点的滞回性能、破坏形态、耗能能力和延性等力学性能。并与传统的矩形钢管混凝土柱-混凝土梁焊接牛腿式连接节点和矩形钢管混凝土柱-混凝土梁套筒牛腿式连接节点进行性能对比。在试验基础上,对矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点受力性能进行理论分析并推导适用的设计公式。结果表明:矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点与另外两种类型节点相比有较强的承载能力,能够满足“强节点,弱构件”及传递竖向荷载的结构设计要求,并且便于施工、质量可靠。在此基础上进行理论分析,提出节点受弯承载力设计公式并推荐型钢牛腿截面按照承担梁端剪力80%进行截面设计,为矩形钢管混凝土柱-混凝土梁穿筋节点设计提供技术支撑。

钢管混凝土柱-钢梁穿筋节点抗火分析

采用ABAQUS分别建立3个方钢管混凝土柱以及6个钢管混凝土柱-钢梁穿筋节点的模型,分析了在温度作用、竖向荷载和水平荷载作用下荷载比、钢筋强度、含钢率、轴压比等参数对穿筋节点的影响规律。研究表明:荷载比、含钢率和轴压比对耐火极限和临界温度影响较大,钢筋强度几乎无影响。