逆作法框架结构板-柱节点试验研究

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随着我国城市化进程的不断加快,越来越多的城市地下空间得到利用,逆作法施工常常在一些不能大面积开挖或工期紧张的工程中使用。现有的逆作法施工中,柱与板之间的连接一般是在柱或桩钢筋笼上提前焊接钢护套,随后开挖至相应标高后于钢护套处焊接钢筋及环板。此种施工方法工序复杂、造价高、施工进度慢且易发生火灾,对工人的身体健康产生较大危害。因此,为了解决上述传统施工方法的弊端,本文提出一种新型的环梁节点,该新型环梁节点具有免焊接、施工便捷、造价低廉等优点。本试验将传统钢环板节点与新型环梁节点作为研究对象,通过轴压试验与拟静力试验对两种节点的力学性能进行分析,对比了两种节点的异同。本文主要研究内容及结论如下:(1)从现有钢环板节点的不足出发,设计了一种新型环梁节点。环梁节点利用植筋工艺,并在柱外围环绕圆箍,施工过程简单、造价低廉,免除了焊接工序;(2)对两种不同节点的试件分别进行轴压和拟静力试验。进行轴压试验时,两试件均在2150k N的轴压力下破坏,但环梁节点的破坏较为缓和,钢环板试件的破坏为脆性。在进行拟静力试验时,两种节点的开裂荷载均为41.5kN,但环梁节点的开裂位移、屈服位移、峰值荷载、峰值位移、破坏荷载、破坏位移分别提升了33%、30.5%、12.4%、27.3%、11.8%、18.8%。钢环板试件的最终破坏程度较环梁法试件严重,环梁法试件总耗能较钢环板法试件提升了约66%;(3)利用在试件内预埋的应变片对节点内部应变进行了分析。钢环板试件节点内部应力分布不均,靠近柱端应力较大,在节点底部远离柱端区域应力应变基本为0。环梁法节点的内部应力较钢环板法节点均匀,节点内上下应力差距较小,传递至板上的应力较为规律;(4)两种方法都能满足结构承载力要求,但钢环板试件的钢套筒与混凝土协同变形能力差,导致节点刚度过大,应力集中于柱端部,在遭遇较大荷载时易造成较严重的塑形损伤。环梁节点的刚度相较于钢环板节点小,但其协同变形能力好,能更大程度地发挥构件性能。
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