论文部分内容阅读
钢管混凝土(Steel tube confined concrete,STCC)柱尤其是钢管高强混凝土柱由于其优越的受力性能和良好的经济效益,已越来越多地用于高层建筑。我国高层建筑主要采用钢筋混凝土(RC)梁板楼盖,STCC柱与RC梁的连接是必须解决的关键技术之一。至今为止,RC环梁连接节点虽然已经成功地用于30多幢高层和超高层建筑中,但是有关规范、规程还没有明确环梁的承载力计算方法,不利于RC环梁节点的推广和应用。本文通过有限元理论分析和对试验结果的总结,以试验结果为依据,由RC环梁破坏面的极限平衡状态提出环梁承载力计算方法,且考虑RC楼板对环梁承载力的影响,合理地对环梁截面承载力进行设计。
通过对RC环梁节点受力的研究,提出了环梁节点梁端弯矩、剪力的传递机理。在对三维环梁节点的有限元受力分析的基础上,掌握环梁节点在梁端弯矩作用下的应力分布规律。通过对“一”环梁节点内力重点分析,阐述了框架梁剪跨比和抗剪环的设置对其内部应力的影响,并针对“一”型环梁节点提出拉弯曲梁的简化内力计算模型。从而提出通过计算的轴力弯矩,用双向拉弯构件的设计方法配环梁环筋,计算的剪力配环梁箍筋的环梁计算方法,并将其推广应用至其他形式环梁节点。但由于计算模型不能准确考虑忽略了楼板的有利作用,在应用中存在误差性和局限性。
根据对历次的RC环梁节点试验结果的总结,提出了基于RC环梁破坏面的极限平衡状态的环梁抗弯承载力计算公式,该计算公式考虑环梁环筋及箍筋问的相互作用,并通过试验结果的对比修正其误差。同时,以拟动力试验的RC梁一钢管混凝土柱框架建立有限元分析模型,比较了在带楼板与不带楼板下环梁节点弹性状态下的内部应力差别,进一步修正了计算公式,使之合理地考虑楼板的作用。然后总结提出了环梁与钢管混凝土柱联结面的抗剪承载力验算方法,建立了一套完整的环梁节点承载力设计方法。在本文理论推导的基础上,对环梁抗弯承载力计算公式进一步简化,引入了强节点系数,由框架梁端的配筋可直接求得环梁配筋。该实用计算方法,既能满足“强节点、弱构件”的抗震设计要求,又方便工程的设计应用。