钢-=-混凝土组合节点性能试验研究
曾晓文,张咏梅
(九江学院土木与城建学院,江西九江332005)
摘要:近几十年来,钢管混凝土结构在土木工程的各个领域得到广泛应用。在高层和超高层建筑中,由于钢管混凝土柱的
特殊构造,促进了研究者对梁一柱连接方面的研究。目前,工程实践中采用的节点型式多种多样,各种特性不一的节点型式,
在引入框架设计时,大都假设为刚接或铰接节点,这与节点的受力特性有一定的差异。通过对组合梁一钢管混凝土节点的静
载试验,模拟钢一混凝土组合梁一钢管混凝土柱节点区域负弯矩特性,研究节点的受力性能,并将所测得的节点区域梁、钢
柱、核心混凝土等的试验结果与有限元分析进行比较、校核,修正有限元分析模型,寻求这种组合结构受力时的一些规律,为
工程实践提供指导作用。
关键词:组合节点;静载试验;比较
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1008—1933(2011)02—049—03
The analyses on joint performance of steel—concrete composite structure
ZENG Xiaowen.ZHANG Yongmei
(College of Civil Engineering and Urban Construction,Jiujiang University,Jiujiang 332005,China)
Abstract:The steel—concrete composite structure has been widely used in all fields of civil engineering recently,for it’S specificity the
scholars studied the characteristics of beam.column connection area in the high—rise and ultra—high—rise buildings.A variety of node
types have been adopted in engineering practice.In the framework designing,the diferent node types 3/'e assumed to be r~gid or hinged
node mostly,this is diferent from the node characteristics.In this study,in order to simulate and investigate the joint negative moment
performance of reinforced concrete beam and steel—tube concrete pole,the experiment regarding the capacity of the steel—concrete joint
under static loading was conducted.Besides,a finite element analysis was also performed.By comparing the experimental and numerieM
results,finite element model of this composite structure was verified and improved;some generM conclusion regarding this composite
structure was made.This study provides a good guidance for engineering practice.
Key words:composite joint;immovable load examination;compare
0 引 言
组合钢筋混凝土结构由于其节约钢材重量、减
小基础埋置深度、加快施工进度的优点,近几十年
来,在土木工程的各个领域得到广泛应用。在高层
和超高层建筑中,由于钢管混凝土柱的特殊构造,促
进了研究者对梁一柱连接方面的研究⋯ 。在设计
时,混凝土的作用往往被忽略,设计校核也仅仅考虑
钢结构节点部分。然而,研究者发现,考虑混凝土楼
板的贡献带来的好处很多,如梁自重的减轻、梁高度
以及结构总高度的减少、使用荷载下柱周围的裂缝
因楼板配筋的增加而减轻等 J。
作者对组合梁一钢管混凝土柱节点进行了静载
试验,模拟钢一混凝土组合梁一钢管混凝土柱节点
区域负弯矩特性,研究节点的受力性能,并将试验结
果与有限元分析进行比较、校核,修正有限元分析模
收稿日期:2009-05—15
作者简介:曾晓文(1974一),男,江西吉安人,讲师,主要从事建筑结
构研究。
E —mail:zengxw~cw@ sohu.corn
型。对该节点的研究,有助于框架节点研究,指导工
程中组合梁柱节点设计,具有一定的实际意义。
1 试验方案
1.1 试件的设计与制作
模型组合中节点的柱为钢管柱,取钢管+159×
5,梁为混凝土板组合梁,钢梁和钢柱分别采用《英
国型钢规范(Bs4)》中型号为254×102 UB25和203
×203 UC46的型钢。组合梁中的混凝土板厚110
mm,板宽1000 mm。端板厚度10 m/n,螺栓屈服力
为660 MPa。模型悬臂梁长为1300 mm(柱翼缘边
至梁末端的距离)。混凝土翼板厚度取120 inm;梁
长和柱高按近似反弯点位置选取,同时考虑加载设
备,柱上取1.05 m,柱下取0.75 m 。
1.2 材料性能试验
选取2段(300 mm)加工钢管混凝土柱剩下的
空钢管,进行钢管短柱受压试验;在钢梁腹板和翼缘
以及钢管上取样,进行钢条抗拉试验。混凝土使用
商品混凝土,并留置同条件养护试块100×100×
100的3组,进行抗压强度试验。有关数据见表l,
2。抗剪连接件采用圆柱头焊钉+16×90,屈服强度
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