李忠献'许成祥1,2 王 冬'王成博
(1天津大学建筑工程学院 300072;2江汉石油学院土建系 荆州 434023)
[提要]按照现行规范的有关规定设计制作了一程两跨3层钢梁圆钢管混凝土柱的钢管混凝框架结构模型.并通过施加恒定竖向荷载和低周反复水平荷载,对模型框架进行了抗震性能试验研究。结果表明,基于现
行规范所设计的钢管混凝土框架在地震时能形成梁铰破坏机制,框架的变形能力、承载能力、延性、耗能能力
等受力性能均满足延性框架的抗震要求,且模型框架的有效延性系数达到了7.54,远大于一般延性框架延性
系数应不小于4.0的要求。由此可以得出结论,钢管混凝土框架结构的抗震性能优于钢筋混凝土框架结构和
钢框架结构,可在我国中高层住宅建筑中推广应用,
[关键词] 钢管混凝 框架结构 抗震性能 模型试验 低周反复水平荷载 延性 承载力 耗能
According to the related specifications in current Chinese codes,a 2 bays.3-stories model of concrete filled steel tubur
lar(CFST) frame is designed and manufactured,and the experimental research on its seismic behavior is carried out
under vertical stable loads and lateral cyclic loads.The test results show that the CFST frame may form the beanr
hinged collapee mechanism under laleral cyclic loads, and its deformation capacity.bearing capacity,duclility and enr
ergy dissipation may meet the requirement for seismic design of ductile frames, in which the effective ductility factor
of the model frame reaches 7.54 and is far greater than the required value 4.0 of the ordinary ductile frames.The seis
mic performance of the CFST franies is superior to that of reinforced concrete frames or steel framcs,so that the CF-
ST frames may be broadly applied to the multistory residential buiudings in our country,
Keywords:concrete filled steel tubular (CFST) frame; seismic behavior; model experiment; lateral cyclic load; duer
tility:bearing capacity; energy dissipation
一引言 T
钢管混凝土结构是一种新型结构体系1,它利用 00x100x20税
钢和混凝两种材料在受力过程中的相互制约,因而 汇0 石土加联《水式)
中150x5 ?栓020
具备了优异的工作性能,其主要优点有:承载力高:塑
性和韧性好;经济效果好。大量工程实例表明,在结构 中52100 I
的受压杆件中,采用钢管混凝土结构替代钢结构,可节 0
14237573450
约钢材50%左右;替代钢筋混凝土结构,则在用钢量 4150明器土奖
大体相同的情况下可减小柱截面面积50%左右,可增 00权型框荣商土资号资C2) (1)柱与地梁的连接结构1110 4
加建筑面积,节约大量混凝土。 图1模型框架及连按构造
随着国内外对钢管混凝土结构的理论研究的日益 二、试验设计
深入,工程应用也越来越多,但有关研究大多集中于基 1.模型设计
本构件(如轴心受压柱、偏心受压柱)的力学行为和抗 按现行规范和规程(1014)的有关规定,设计制作了
震性能51。迄今为止,国内外对有关钢管混凝土柱与 一榀两跨3层钢管混凝土框架模型,如图1所示.模
钢梁或钢筋混凝土梁组成的框架结构(简称钢管混凝 型框架的跨距为1.5m,层高为1.2m,尺寸比例可以较
土框架结构)的工作性能的研究并不多,还没有专门的 好地保证钢管混凝土材料的性能,并符合实际结构构件及节点的构造要求[15.16,为了消除柱顶施加竖向
设计计算方法,因此.为配合工程建设的需要,对钢管 荷载装置对项层节点的转动所造成的约束,柱上端设
混凝土框架结构的抗震性能进行试验研究,具有重要
的理论指导和工程实践意义。 *天津市自然科学基金重点资助项目013617411

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