圆钢管约束钢筋混凝土梁柱角节点轴压性能研究

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钢管约束钢筋混凝土结构基本构件为钢管约束钢筋混凝土柱及普通钢筋混凝土梁,钢管约束钢筋混凝土柱是一种新型组合柱,其构造特点是在钢管内填充钢筋混凝土,外包钢管在梁柱节点处断开,且钢管上端部距梁底面、钢管下端部距梁顶面各有一定距离。与普通钢管混凝土结构不同,外包钢管不通过节点区,不直接承担纵向荷载,只对柱身核心混凝土起约束作用。因此,钢管约束钢筋混凝土柱具有承载力高、弹塑性变形能力强、耗能性能好、梁柱连接节点施工方便、节省模板等突出优点。但是,由于柱身承载力的加强,钢管约束钢筋混凝土梁柱节点往往难以达到“强节点,弱构件”的设计目标,寻找一种有效的节点加强形式成为这种优秀结构推广使用的关键点。本文提出两种圆钢管约束钢筋混凝土梁柱角节点加强方案并研究其轴压承载力,分析各几何参数与节点轴压承载力的关系,总结出一些设计可用的规律和方法,用以定量地描述节点的轴压承载力,借助有限元软件ABAQUS,做了以下研究工作:1)比较了加强方案一节点轴压承载力与同等参数的普通钢筋混凝土梁柱节点轴压承载力以及钢管约束钢筋混凝土短柱轴压承载力,考察加强形式对轴压承载力的提高作用。2)改变内置钢管壁厚、开槽高度、混凝土强度等级、节点梁梁高,对加强方案一节点轴压承载力的进行了数值计算,分析比较各几何参数对节点轴压承载力的影响。3)结合前人研究理论以及有限元分析结果,推出适用于加强方案一的节点轴压承载力计算公式,建立并分析柱直径、节点梁宽度不同的节点模型以考察计算公式的适用性以及可靠度。4)研究内置钢环最大净间距以及内置钢环总高度占比两个参数变化对加强方案二节点轴压承载力的影响,根据分析结果总结规律拟合出加强方案二的节点轴压承载力计算公式。
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