环梁连接的RC梁-钢管混凝土柱框架试验研究

介绍了一个采用钢筋混凝土 (RC)环梁连接的 2层 2跨RC梁 -钢管混凝土 (STCC)柱框架的拟动力试验和静力试验。为了研究环梁在地震作用下的破坏形态 ,大部分节点设计成“弱环梁、强框架梁” ,即环梁屈服先于框架梁 ;少量节点设计成“强环梁、弱框架梁” ,即框架梁屈服先于环梁。试验表明 :小震时 ,框架的刚度降低很少 ;中震时 ,刚度降低约 3 0 % ;大震时 ,层间位移角小于 1 10 0 ;即使弱环梁已经破坏、层间位移角达 1 3 4,框架的承载力仍未下降 ;能够实现“强柱弱梁”和实现塑性铰形成于框架梁端的“强连接、弱构件”的抗震设计概念。RC环梁与STCC柱之间局部范围的缝隙不影响框架的整体抗震性能 ;环梁与柱之间几乎无相对竖向滑移。采用RC环梁连接的RC梁 -STCC柱框架具有良好的抗震性能。

RC环梁连接的钢管混凝土柱-RC梁框架计算模型研究

RC环梁连接的钢管混凝土柱-RC梁框架在竖向荷载和水平荷载作用下,在环梁一定高度范围内,环梁与柱之间会有很窄的缝隙。通过有限元分析研究了环梁连接的转角刚度和环梁区域框架梁等效宽度以及它们的影响因素,结果表明环梁宽度和框架梁宽度对转角刚度和等效宽度影响较大。框架内力、位移计算以及两层两跨框架结构的静力试验和拟动力试验表明,环梁连接的钢管混凝土柱-RC梁框架可以采用梁柱直接刚性连接的模型进行弹性分析。

望京国际广场巨型斜交网格节点有限元分析

北京保利望京国际广场1号塔楼高160 m,由巨型斜交网格外框筒+钢筋混凝土内筒组成,其中网格外筒为钢管混凝土斜柱交叉组成。由于钢管混凝土柱斜向交叉相贯,导致相交节点几何构造复杂,其受力也较为复杂。采用大型通用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析,分析出节点的极限承载力,与试验结果进行对比,验证了数值仿真分析的可行性,并对节点的安全性进行了评价,依据试验与数值分析的结果,优化了节点几何构造。有限元分析可为节点设计提供有益参考数据。

RC梁-圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法

结合静载、低周往复及拟动力等历次环梁节点的试验结果,总结了环梁节点的破坏形态,提出了基于试件破坏面极限平衡的节点环梁承载力设计方法。该方法综合考虑了环梁环筋和箍筋的相互作用及框架梁、环梁截面尺寸的影响。利用三维有限元分析了在框架梁端弯矩作用下环梁的应力分布,比较了楼板的存在对环梁环向、径向以及竖向应力的影响,从而考虑楼板对环梁承载力的有利作用。在此基础上进一步提出了节点环梁实用的承载力计算公式,由框架梁梁端的配筋可直接求得环梁的配筋,极大地简化了设计计算工作。该计算公式与试验数据符合良好,可用于工程设计。

珠江新城西塔巨型斜交网格外筒节点设计研究

广州珠江新城西塔主塔楼高432m,采用由巨型斜交网格外筒+钢筋混凝土内筒构成的筒中筒结构,巨型斜交网格外筒采用钢管混凝土柱。由于钢管混凝土柱斜向相贯,在节点处的构造和应力较为复杂。提出一种新型的相贯节点,在钢管相贯部位设置椭圆连接板,对混凝土起约束作用,同时竖向受压,减少节点核心部位的压应力。连接板与钢管间有足够的空间,且没有穿心构件,方便混凝土的浇灌。试验表明该节点安全可靠,且构造简单,便于施工。采用大型通用有限元软件ANSYS对该节点进行了有限元分析,并与节点试验结果作了对比,从理论上诠释了节点试验结果。依据试验与有限元分析的结果,提出了节点的设计方法,并给出了具体算例。

钢筋混凝土梁-方钢管混凝土柱环梁节点静力试验研究及设计方法

设计了11个RC梁-方钢管混凝土柱节点试件,考虑了节点形式、环梁截面尺寸、环梁纵筋和配箍率、抗剪环直径和数量及节点是否带楼板等因素,对其进行单调静力试验,研究梁柱节点受力性能及不同设计参数对其承载力的影响,分析试验现象及试件中钢筋应变发展规律。试验结果表明:环梁纵筋及箍筋的配筋率对RC梁-方钢管混凝土柱环梁节点的承载力具有显著的影响,可以通过调整环梁纵筋及配箍率使框架梁先于环梁破坏,达到强节点的目的;采用抗剪环筋传递剪力,能够可靠传力。在试验结果的基础上,以环梁破坏面的力平衡条件,推导了环梁节点承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。

钢管混凝土注浆孔补强的短柱轴压试验

钢管混凝土支架在巷道内完成灌注混凝土,因此需要在支架钢管开孔制成注浆孔并进行补强。结合局部补强方式和现场生产经验设计了3种补强措施(注浆短管、加强板、封孔塞)及其参数,并通过等面积补强法进行验证,3种补强措施满足了现场注浆要求,同时保证了开孔补强效果。通过钢管混凝土短柱试件和注浆孔短柱试件的轴压试验,对设计补强措施的补强效果和部分补强参数对注浆孔短柱力学性能的影响进行分析。试验表明,在短柱轴压试验中,注浆孔短柱的变形、荷载与钢管混凝土短柱接近,满足短柱补强的要求;随着封孔塞厚度和加强板厚度的增加,注浆孔短柱极限荷载明显提高,从钢管混凝土支架等强度要求和支架生产成本考虑,封孔塞、加强板的厚度优选25mm、8mm。