矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点抗震性能试验
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式
论述钢管混凝土柱的几种常用节点形式 发表时间：2015-09-25T11:20:14.227Z 来源：《基层建设》2015年6期供稿作者：史绍鑫郭丽丽 [导读] 齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料。 史绍鑫郭丽丽 齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司 摘要：随着建筑物朝着高层、超高层的方向不断发展，钢管混凝土凭借其良好的力学性能和耐久性得到工程施工人员的关注。但具体工程施工中，钢管混凝土柱节点施工质量一直难以得到有效控制，成为严重制约这一混凝土施工技术推广及普及主要因素。本文就钢管混凝土柱的集中常见节点施工形式进行分析。 关键词：钢管混凝土；建筑结构；施工技术；节点形式 近年来，建筑高层化、多层化和超高层化趋势越来越明显，给各种施工新技术、新材料的应用提供了市场基础。钢管混凝土在这种时代背景下以优良的力学性能、较好的耐久性等优势被人们重视，但在具体施工中梁柱节点施工问题一直是制约其发展与推广的主要问题。节点作为建筑结构连接最薄弱的环节之一，确定结构设计合理与否是施工质量控制的重点，因此在这里我们有必要对此类施工技术分析。 一、钢管混凝土柱施工优越性 钢管混凝土柱是以钢管和混凝土两种建筑施工材料相互配合形成的复合材料，这种材料由于钢管柱与混凝土两种材料性能的优势互补，充分发挥两种材料各自的优越性能来改变传统混凝土结构塑性、韧性不佳问题，同时有效避免了局部屈曲的问题，使得整个混凝土结构承载力、塑性和韧性得到有效的保证。在当今建筑工程项目中，钢管混凝土柱施工技术广泛的应用在地震频率较高的地区，有效解决了因为地震荷载而引起的建筑物脆性破坏，大幅度提升了建筑结构的整体强度、降低了工程造价。 二、钢管混凝土柱常见的节点形式与施工要点 由于钢管混凝土柱与普通梁板结构连接、预应力梁板连接结构复杂，施工难度大、质量问题多，因此一直以来这一施工内容都深受业界重视，由此也促使了很多节点施工新方法、新内容形成。在当今节点施工中常见的方法包含了加强环式节点、连接双梁式节点、梁端局部加宽式节点、环梁式节点、半穿心式节点等。 1、加强环式节点 （1）加强环式节点是钢管混凝土柱在施工中利用上下钢板加强环传递结构弯矩应力的一种施工方法，同时在一些特殊环境的工程施工中还会在加强环之间设置放射状的加劲肋板，并且将加劲肋板同上下加强环结构焊接成一个整体，从而达到应力科学、合理传递的目的。在这种节点施工当中，加强环的厚度、宽度是根据梁端纵筋的强度为标准的，且最小宽度不能小于连接宽度的70%。 （2）加强环式节点施工技术在应用中具备着刚度大、承载能力强且无需要其他部件穿过结构的一种施工方法，因此在具体的工程施工中特别适用于那些直径小、承载力低的工程建设领域。尤其在那些多层建筑结构施工中，这种节点施工方法的选择能实现钢管混泥土柱一次浇筑成型的施工要求，且由于管道内部不存在障碍物，使得整个混凝土柱的质量得到有效保证。 （3）在施工中，如果钢管的直径比较大的时候，加强环式节点施工方法选用上要做一定的改动，要增加钢板加强环的钢材用量。同时还需要注意，由于梁端的纵筋和钢板之间本身的焊接工作量大，因此要高度重视焊接工作及焊接缝的控制。 2、连接双梁式节点 （1）连接双梁式节点在应用中通常都提前设置一个I形状的承载钢柱，这一钢柱通常都是在钢管外侧沿着应力传递方向配合梁体结构主筋浇筑同步进行的。在具体施工操作中，钢筋混凝土梁结构必须要一分为二，且分别布置在钢管的两侧，这个时候连接梁的四个主轴方向的轴端只是承担荷载力度，而不承担弯矩力和其他应力，其牛腿的抗弯强度也并不是很大，有效减少了节点区域钢管、混凝土的连接宽度，也避免了钢管混凝土柱混凝土施工缝的出现，有效的缓解了裂缝的出现率，提高节点区域的整体性和质量。 （2）连接双梁式节点梁的纵向钢筋无须穿过钢管，不用打弯，施工方便；且楼板的实际跨度减少，配筋较省。 （3）这种节点是通过牛腿传递剪力的，应力较集中。 3梁端局部加宽式节点 （1）梁端局部加宽式节点是以纵向钢筋连续绕过钢管的构造形式来实现的。在开始加宽处须增设附加箍筋将纵向钢筋包住，梁端局部加宽式节点的钢牛腿与普通钢筋混凝土梁的搭接过渡区能可靠传递梁端内力，钢牛腿既参与抗弯又参与抗剪。 （2）本节点传力途径明确、可靠，现场焊接量少，施工较为方便。 （3）这种节点均通过牛腿传递剪力，应力较集中。 4、环梁式节点 环梁式节点是对钢板加强环节点的改进，其形式是绕钢管设置一钢筋混凝土环梁用于传递弯矩；在环梁中部或底部钢管外表面贴焊一环形钢筋，用于传递剪力。 4.1、环梁式节点与加强环节点的异同 （1）节点不设置任何穿心构件，梁端剪力经管壁间接传递给核心混凝土；梁端纵向钢筋的拉力亦为间接传递。 （2）不同点是加强环式节点的加强环及加劲肋用钢板制作，加强环与梁端纵向钢筋需现场焊接；而环梁的材料是钢筋混凝土，与楼层梁板整体浇筑，框架梁的纵向钢筋可锚固在环梁内，无须现场焊接，施工方便，造价低。 4.2环梁式节点的缺点 （1）由于框架梁端弯矩是通过环梁间接传递的，环梁顶面的裂缝方向大体与框架梁的轴线垂直，且在框架梁与环梁的连接处，存在应力集中现象；钢筋混凝土梁材料为各向异性，若无加强措施，某些截面可能会过早破坏或出现较大的裂缝。 （2）由于梁端剪力亦为间接传递，即通过抗剪环筋及其贴焊焊缝传给管壁，再经管壁传给核心混凝土，当环梁出现裂缝或局部破坏时，抗剪环筋的抗剪承载力将大幅度减低。 5、半穿心式节点 半穿心式节点的特点是采用半穿心抗剪暗牛腿和在角部增设4个抗弯牛腿。牛腿的腹板深入钢管四分之一管径即可满足锚固要求；当柱
钢管相贯节点强度验算.
N1=-95.68kN d=102mm E=206000N/mm2θt=45N2=-95.68kN t=6mm fy=235N/mm 2θc=45Nt=34.97kN d1=50mm f=215N/mm 2a=20mm Nc=-31.16kN t1=4mm f V =125N/mm 2 d2=50mm f f w =160N/mm 2 t2=4mm A=18.10c m 2 17.0012.50 12.500.490.4952.9 0.91731 0.52488 1.0818 115.655kN >-31.16kN 115.65 kN >34.97kN 内力截面尺寸材料属性支管和主管夹角 2.基本参数计算 K型节点计算 3.支管节点处承载力设计值 受压支管 受拉支管 1.基本数据输入
1 1d d b 11d t d t 2 2 d t 2 2d d b min N i A i s 0.2 11.512sin d pj N t f n a ck d t c y y y q 2.1920.11110.777.51 6.6a a d d t y b 0.0690.930.7 20.680.7d b b y b b 210.30.3n f f y y s s y sin sin pj pj c N N tk ck t q q
195.3mm 195.3mm 选取h f =6mm 131.26kN >115.65kN 131.26kN >115.65kN 4.节点焊缝设计计算支管与主管相交线长度焊缝承载力 0.534(3.250.025(0.466/0.65sin 0.534(3.810.389(0.466/0.65sin d d d d i i i l w d d d d i i i q q l wc l wt 0.7***w h l f wt f f 0.7***w h l f wc f f
钢管混凝土柱环梁节点及其应用
钢管混凝土柱环梁节点及其应用 摘要：本文介绍了钢管混凝土柱环梁节点的构造和基本受力机理。通过合理设计，环梁节点能有效地传递框架梁端的剪力和弯矩，具有良好的变形能力和耗能能力，可以实现“强节点、弱构件”的抗震概念设计。简要介绍了环梁节点的设计方法及其在房屋建筑中的应用。 关键词：钢管混凝土柱环梁节点房屋建筑 一、引言 钢管混凝土柱作为一种性能优异的结构构件，与钢筋混凝土柱和钢柱相比，在许多方面有突出的优点。目前，用于我国房屋建筑中的钢管混凝土柱与混凝土梁连接节点的主要形式有：上下环板牛腿式、双梁式、梁端局部加宽式、对穿暗牛腿式、穿心钢筋暗牛腿式、暗牛腿-环梁组合节点、钢筋混凝土环梁节点等。这些节点形式各有优越性和不足,都已有一定的试验研究。 二、环梁节点的构造形式及特点 钢筋混凝土环梁节点的构造形式是在环梁高度范围内，沿钢管壁贴焊一道（或两道）钢筋作为抗剪环。抗剪环为通过连续的双面焊缝牢固焊于钢管壁上的闭合钢筋环或闭合带钢环。钢筋直径d或带钢厚度b一般在20-30mm左右。抗剪环与环形牛腿一样，实为钢管柱的环形凸缘（法兰盘）。基于与环形牛腿同样的考虑，沿抗剪环需设置与楼盖结构等厚的闭合混凝土环梁或与之相当的混凝土托盘，与钢管柱紧密箍抱，楼盖粱的纵筋则锚固于环梁内，借助环梁传递弯矩。 该节点节点无需穿心构件；钢管内、外无需设置加劲环，不影响钢管内混凝土浇注；环梁箍筋无方向性，便于与任意角度的混凝土梁连接。 三、环梁节点的受力机理 1、梁端剪力传递 框架梁梁端剪力主要通过三个途径传递给钢管混凝土柱： （1）通过环梁混凝土与抗剪环接触面的局部承压作用力将剪力由环梁传递到抗剪环上，并通过抗剪环与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管上。由于抗剪环钢筋直径一般不大，由剪力引起的对钢管壁的局部弯矩很小。由于焊缝作用力可以保证，设计时以抗剪环的作用力为主进行抗剪验算。 （2）环梁混凝土与钢管之间的粘结作用。粘结作用力虽然很大，但在地震作用下难以保证，一般不予考虑，仅作为安全储备。
试论某高层建筑钢管混凝土梁柱节点设计
试论某高层建筑钢管混凝土梁柱节点设计摘要：本文根据某高层建筑为工程案例，主要针对钢管混凝土梁柱的节点设计进行阐述，通过合理设计，高层建筑采用钢管混凝土柱可取得较可观的经济效益。 关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；梁柱节点 abstract: in this paper, according to a high-rise building for project cases, mainly in steel tube concrete beam-column node design is expounded, through the reasonable design, high building the concrete-filled steel tube column can be achieved considerable economic benefit. keywords: high building; concrete-filled steel tube column; beam-column joints 中图分类号：tu97文献标识码： a 文章编号： 一、项目概况 本项目包括住宅、办公、酒店、商场等。地下2层，最大深度10.6m，裙楼为4层，局部5层，裙楼天面高度为20.5m。 本工程为带转换层、多塔双重复杂高层建筑。结构布置利用建筑楼梯间、电梯间、设备间设置剪力墙筒体，核心筒贯通建筑物全高。在转换层以上，竖向构件采用一般剪力墙，由于建筑使用要求，转换层以下墙体收为框支柱，根据建筑布局，转换层以下另外布置一些落地剪力墙，满足转换层上下层侧向刚度比的要求。
高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点
高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的，但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究 和实践经验［!，"，#］，而对异型截面柱的研究则比较少， 应用也还不很多。 钢管混凝土柱与楼盖连结的节点，是实际应用中的一个重要部分。当它与钢结构楼盖连结时，构造比较简单，但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂，甚至影响了对它的使用，因此不少单位开展了这方面的研究，并已取得了可观的成果，提出了多种多样 的节点形式，为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。 本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。 !钢管混凝土柱 我国在改革开放以来，高层建筑在数量上不断增加，高度也不断加高，而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构，结构自重很大，随着建筑高度的增 !好世界广场大厦"新中国大厦 图" 采用钢管混凝土柱的高层建筑 #赛格广场 $合银大厦"概述 钢管混凝土是在钢管中填充混凝土，利用钢管 对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力。钢管混凝土结构除强度高外，还有重量轻、延性好、 耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点［!］ 。 由于钢管混凝土结构具有上述优点，因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。近年来，随着我国高层建筑的发展，利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。 在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优 点：用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱，可以使柱截面大大缩小，而且可以提高抗震性能，方便施工等；利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱，可以减少用钢量，加强结构刚度；在高层建筑多层地下室的逆作法施工中，它更充当重要的角色。广州市的好世界广场大厦（##层，图!$），新中国大厦（%&层，图!’），合银大厦（("层，图!)），深圳的赛格广场（*"层，图!+） 等大型高层建筑，都以不同的形式采用了钢管混凝土柱，部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室，在技术上和经济上均取得很好的效果。 高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 容柏生 ,广东省建筑设计研究院 广州%!--!-. 摘 要：我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱，取得了较好的技术和经济效果。本文主要综合介绍用于高层建 筑的钢管混凝土柱及其节点的形式，供设计时参考。关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；钢管混凝土柱节点 广东土木与建筑 /012/342/156789:6905:68;8<:2/82::582/!##!年"月 第"期=12!##! 2>?"#
钢管混凝土拱桥管节点应力及应力集中有限元分析
摘要 钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能好、经济性好等优点，近年来在桥梁建设中，特别是在以受压为主的拱桥中获得了广泛的应用。在这些拱桥结构的节点中，荷载由支管直接传给主管，由于支管的轴向刚度远远大于主管的径向刚度，主支管的相贯线成为整个结构的薄弱环节。合理的节点构造及其设计方法引起了世界各国研究者的关注。本文所做工作为西部交通建设科技项目“钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术研究”的部分内容，主要研究内容如下： （1）简要介绍了钢管混凝土的结构特点及钢管混凝土在拱桥中的发展情况，提出了钢管混凝土拱桥的设计需注意的问题，并介绍了圣维南原理及其在钢管混凝土中的应用； （2）根据已建四管桁式钢管混凝土拱桥—湖南益阳茅草街大桥，选取工程中三类典型节点—DTY型、XYT型、DTDY型管节点为研究为对象，基于ANSYS，建立了钢管混凝土拱桥的节点实体模型，分析和比较了它们的静力性能，讨论了其应力变化情况； （3）对DTY型、XYT型、DTDY型主管内填混凝土节点和空钢管节点分析计算了不同节点在轴力作用及在轴力加弯矩作用下随支管管径变化与主支管变化的应力集中系数的变化，研究发现空钢管状态下节点应力集中要比主管内填混凝土情况下的节点应力集中明显得多；支管仅受轴力作用下比受轴力与弯矩共同作用应力集中要明显很多。 关键词：钢管混凝土拱桥；圣维南原理；管节点；应力分析；应力集中
ABSTRACT Recently,the concrete-filled steel tubular structure is adopted widely in bridge engineering,which is high of load-carry capacity,good at plasticity and malleability, easy to execute and construct,excellent in fire resistance and economy.For this reason,this kind of combined material is applied to arched bridge that is mainly oppressed.In the joints on this type of arched bridges,the forces are to be spread to the brace through the chord directly.Because the axial rigidity of the brace is much bigger than the radial rigidity of the chord,the border becomes the weakest part of the whole structure.The reasonable design of this type of joint has attached the researchers’a t t e n t i o n a l l o v e r t h e w o r l d.A s t h e p a r t o f“The key techniques of the design,construction and maintenance of concrete-filled steel tubular arch bridges”supported by the Science and Technology Item of Construction of the Westward Traffic,The main contents are detailed as following: (1)The feature and the development situation in arch bridge of the steel pipe concrete are briefly introduced.the item pay attention to designing the concrete-filled steel tubular arch bridge has put forward,and there are the introduction of the Saint Venant's principle and the application in the concrete-filled steel tubular structure. (2)According to a four-tubes of truss concrete-filled steel tubular arch bridge-The maocao street bridge,in Yiyang,Hunan province,China,three typical nodes in this project,that is,DTY,XYT and DTDY tubular joints,are chosen as the objects to study.With the help of ANSYS,the entity models of the concrete-filled steel tubular are set up to analyze,and then static characteristics are carefully compared.Finally, the regulars of their stress variation are particularly investigated. (3)the analysis and calculation on variation of stress concentrate factor for both concrete-filled steel tubular and hollow steel tubular DTY joints,XYT joints,DTDY joints under the axial strength or axial and bending loadings together function in brace along with the variation of diameter of braces and the included angle of braces and chords the have carried out.The results show that the concrete-filled steel nodes are more obvious than the empty steel tube nodes on stress concentrate phenomenon and as well as nodes under the function of axial strength than axial and bending loadings together function in brace.
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点设计
钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点设 计 第2期 2007年2月 广东土木与建筑GUANGDONGARCHITECTURECIVILENGINEERING № FEB2O07 钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点设计 黄斌 (深圳市方佳建筑设计有限公司深圳518031) 摘要:本文推荐一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土粱节点做法,使钢管在节点区是连续的,节点刚性不受影响, 粱可以可靠地传递内力,与其它节点做法相比,具有施工方便和节约材料的优点. 关键词:钢管混凝土柱;钢管混凝土叠合柱;钢管开穿梁钢筋小孔;梁柱节点构造 1概述 钢管混凝土柱使钢管与混凝土改变了各自本身 的材料性质.共同成为一种新的复合材料.该结构形 式以卓越的承载能力和变形能力.在工程中得到越 来越多的应用.在此基础上近年又陆续有不少工程 采用钢管混凝土叠合柱和钢管混凝土组合柱等 由于工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝 土.而框架梁则采用普通钢筋混凝土.故两者的连接 节点成为工程中的难点之一目前常用的连接节点 有钢牛腿法,双梁法,环梁法,钢管开大洞后补强法 及纯钢筋混凝土节点法等.双梁法和环梁法对梁之
间内力传递的可靠性有一定影响:钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法使得钢管在节点区不连续.难以保证节点原有的刚性:钢牛腿法对钢材消耗量大.现场焊接施工量大 以上列举的连接节点均存在一定程度的不足. 本文推荐一种在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点. 通过模型试验为基础的理论分析.并经过多个工程实践的检验.证明它具有可靠和经济实用的优点 2钢管开小孔连接节点的优点 2.1钢管开小孔后对钢管截面削弱不大.梁钢 筋穿过小孔后剩余的缝隙很小.钢管对管芯混 凝土的约束力基本没减小.不影响钢管混凝土 柱的承载能力和变形能力 2.2梁钢筋直接穿过钢管后.梁可以可靠地传 递内力.梁长范围内的刚度保持不变.结构受 力分析与实际相同而钢牛腿法和钢管开大洞 后补强法.在梁端范围内有相当长度的型钢. 使得梁刚度发生急剧变化 2.3在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后.钢 管在节点区是连续的.节点刚性不受影响.满足"强节点弱构件"的要求 2.4现场施工较方便.即使圆弧形的梁钢筋也可顺 利穿过 2.5节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法大幅减少.有利于降低造价 3钢管开小孔的连接节点构造 钢管开小孔的连接节点构造如图1.其要点如下: (1)钢管开小孔:小孔直径D=钢筋直径+10mm, 水平间距为3D.垂直间距为2D.
高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点_pdf.
高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 摘 要：我国一些高层建筑采用了钢管混凝土柱，取得了较好的技术和经济效果。本文主要综合介绍用于高层建 筑的钢管混凝土柱及其节点的形式，供设计时参考。关键词：高层建筑；钢管混凝土柱；钢管混凝土柱节点 在高层建筑中使用钢管混凝土柱具有其特殊优 "概述 钢管混凝土是在钢管中填充混凝土，利用钢管 点：用钢管混凝土柱代替普通钢筋混凝土柱，可以使柱截面大大缩小，而且可以提高抗震性能，方便施工等；利用钢管混凝土柱代替钢结构中的钢柱，可以减少用钢量，加强结构刚度；在高层建筑多层地下室的逆作法施工中，它更充当重要的角色。广州市的好世界广场大厦（##层，图!$），新中国大厦（%&层， 图!’），合银大厦（("层，图!)），深圳的赛格广场（*"层，图等大型高层建筑，都以不同的形式采用了钢管混!+） 凝土柱，部分还将之构成内框筒或用于逆作法建造多层地下室，在技术上和经济上均取得很好的效果。 对填心混凝土的套箍作用，使核芯混凝土受纵向压力时处于三向受力状态，从而提高其轴向抗压能力。钢管混凝土结构除强度高外，还有重量轻、延性好、［!］ 耐疲劳和冲击、省料和施工方便等优点。 由于钢管混凝土结构具有上述优点，因此在民用和工业建筑、桥梁和地铁等工程中得到广泛的应用。近年来，随着我国高层建筑的发展，利用钢管混凝土作为其主要承重柱的也逐渐增多。 !
好世界广场大厦" 新中国大厦 图" $合银大厦#赛格广场 采用钢管混凝土柱的高层建筑 高层建筑中使用的钢管混凝土柱主要是圆形截面的，但有时也会采用其他截面型式而形成异型柱。我国对圆形截面钢管混凝土柱已有深入的系统研究［!，"，#］和实践经验，而对异型截面柱的研究则比较少， 的节点形式，为在高层建筑中推广应用钢管混凝土柱提供了更广阔的空间。 本文主要就高层建筑中所采用的钢管混凝土柱及其节点的形式和应用作一扼要的综合介绍。 应用也还不很多。 钢管混凝土柱与楼盖连结的节点，是实际应用中的一个重要部分。当它与钢结构楼盖连结时，构造比较简单，但与钢筋混凝土楼盖连结时则比较复杂，甚至影响了对它的使用，因此不少单位开展了这方面的研究，并已取得了可观的成果，提出了多种多样 我国在改革开放以来，高层建筑在数量上不断增加，高度也不断加高，而建造高层建筑大多数采用钢筋混凝土结构，结构自重很大， !钢管混凝土柱 !""!年#月第#期容柏生：高层建筑中的钢管混凝土柱及其节点 1@A!""!AB)# 加，柱的轴压力就越大，加上抗震设防的需要，为保证构件的延性，有关规范对钢筋混凝土柱均有控制轴压比（!"!#$"）的要求，同时混凝土的强度等级只做到#$"或再高一些，
RC 梁-圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法
191 附录G RC 梁－圆钢管混凝土柱节点环梁承载力设计方法 G.1 节点环梁受拉环筋和箍筋的计算 G.1.1 当环梁（图G.1.1）上部环向钢筋的直径相同、水平间距相等时，环梁受拉环筋面积及箍筋单肢面积按下式计算： 1 不考虑楼板的有利作用 2 1 2sin 7sin θλθ≥ (G.1.1-1) k sh dp yh r 22202r 51.4{sin sin [sin()sin ]} 7M A R r f l l αθλθλθαθ≥ -+++- (G.1.1-2) 2 考虑楼板的有利作用 12 21 2sin 7sin βθλβθ≥ (G.1.1-3) k sh dp yh r 22202213r 5 1.4{sin sin [sin()sin ]} 7M A R r f l l λαθθλθαθβββ≥ -+++- (G.1.1-4) 在负弯矩作用下，β1取0.5， β2取0.65， β3取0.6；正弯矩作用下取β1=β2=β3=1.0。 3 环梁箍筋单肢面积 sv yh sh H v yv 0.7/()A f A f λγα= (G.1.1-5) 式中：λ ——剪环比，为环梁箍筋名义拉力与环梁受拉环筋名义拉力的比值， v h /F F λ=，可取0.35～ 0.7，不考虑楼板的作用时取较高值，考虑楼板的作用时取较低值； F h ——受拉环筋的名义拉力，h yh sh 0.7F f A =； f yh ——环向钢筋抗拉强度设计值； A sh ——环向钢筋的截面面积； F v ——环梁箍筋的名义拉力，v v sv yv H F A f αγ=； f yv ——箍筋抗拉强度设计值； H γ ——箍筋间夹角（弧度），H h /(/2)S r b γ=+； S ——环梁中线处箍筋间距； A sv ——环梁箍筋单肢面积； αv ——闭合箍筋计算系数，按表G.1.1取值； M k ——由实配钢筋计算得出的框架梁梁端截面弯矩； αdp ——修正系数，取αdp =1.3； l r ——环梁受拉环筋合力作用点到受压区合力点的力臂，取l r =min{0.87h r0，h r -50mm}；
钢管混凝土的应用及节点处理
钢管混凝土的应用及节点处理 The Application of Concrete Filled Steel Tube and Nodes Processing ■ 赖广宇 ■Lai Guangyu [摘 要] 本文介绍了钢管混凝土结构的特点、单一应力状态下的承载力计算，以及结构设计中常用柱、梁节点—环形牛腿承载力计算。 [关键词] 钢管混凝土 承载力 节点 设计 [Abstract] This paper introduces the characteristics of steel-tu- be concrete structure, calculation of bearing capacity of single should stress, and calculation of common column, beam node annular bracket bearing capacity in structure design. [Keywords] concrete filled steel tube, bearing capacity, node, design 一、 钢管混凝土的特点 钢管混凝土是钢管套箍混凝土（Steel Tube- Confined Concrete）的简称，英文缩写为STCC。钢管混凝土在承受纵向压力的初期，核心混凝土的横向变形比钢管的横向变形小，混凝土与钢管独自承受纵下压力，属于各自单轴受压应力状态。当刚才应力超过比例极限后，混凝土的横向变形超过钢材，横向变形受到的钢管的约束，使混凝土处于三向受压应力状态，提高了混凝土的抗压强度。另一方面，混凝土的存在可以避免或延缓薄壁钢管过早地发生局部屈曲，同时，钢管也处于三向应力状态，纵向及径向受压，环向受拉，刚才的屈服强度有所降低，而极限应变却增大，即强度变低，塑性变形能力增大。因此，通过两种材料组合相互弥补了彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，从而使钢管混凝土具有很高的承载力，大大高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土承载力之和，并且使混凝土的塑性和韧性性能大为改善。 钢管混凝土构件受压时，由于产生紧箍效应，核心混凝土的抗压强度大大提高，而钢管又能较充分的发挥强度，因而构件的抗压承载力高。实验证明，圆形钢管混凝土整个构件的抗压承载力约为钢管和混凝土单独承载力之和的1.7～2.0倍，方形钢管混凝土则为1.1～1.5倍。与传统的钢筋混凝土结构相比，具有承载力高、重量轻、塑性韧性好、耐疲劳、耐冲击、施工方便及节省水泥木材等优点。 1. 具有良好的塑性和韧性 一般情况下，单纯受压的混凝土的破坏属于脆性破坏，但混凝土在钢管的约束下，不但提高和扩大了混凝土的弹性工作性能，而且破坏时会产生很大的塑性变形，除此外，钢管混凝土还具备有良好的延性，因此，对于钢管混凝土柱的轴压比限制将大为放宽，非常适合在有抗震要求的地方使用。 2. 施工简便 钢管本身就是耐侧压的模板，因而浇灌混凝土时，可省去支模、拆模的工序，尤其适合应用于地铁结构施工盖挖逆做法工序。钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段它可起劲性骨架的作用，其焊 接工作量远比一般型钢骨架为少，吊装质量较轻， 从而可简化施工安装工艺、节省脚手架、缩短工期、 减少施工用地。在寒冷地区、冬季也可以安装空钢 管骨架，开春后浇筑混凝土，施工不受季节的限制。 3. 经济效应突出 与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土无需模板， 节约混凝土50%以上，减轻结构自重50%以上，并可 减少钢筋混凝土柱尺寸50～60%，同时增加建筑的 使用面积，加快施工进度，而钢材用量和造价大体 相等。 二、 钢管混凝土的应用 鉴于钢管混凝土的诸多优点，其越来越多地被 应用在了桥梁、高层建筑及地铁车站的建设中。特 别是地铁车站，这是我国最早采用钢管混凝土结构 技术的工程项目。它可以减小柱子的截面尺寸，有 效提高地铁空间的利用率。而且，近年来，在交通 繁忙的城市中心修建地铁车站多为浅埋式的，具有 多层功能的地下建筑，为了减少施工活动对城市生 活的干扰和对地上交通以及邻近建筑的影响，必须 将过去的明挖法顺做法施工改为盖挖逆做法施工。 所谓盖挖逆做法施工就是在顶盖保护下进行开挖， 按从顶至底的顺序施工车站结构，而顶盖上的地面 仍保证正常的交通进行。为此，必须在土方开挖前 建设置好车站顶盖的中间支撑柱，在此情况下，采 用钢管混凝土柱作为中间支撑柱便成为最优的选 择，它将临时柱与永久柱合而为一。由于具有良好 的经济效应，钢管混凝土结构被越来越多的应用于 地铁车站结构中，例如武汉地铁四号线中山北路站、 中南路站，以及地铁二号线的江汉路站等。 三、 钢管混凝土的节点设计 钢管混凝土结构应用越来越广泛，但是对它的 关键部位还是要仔细处理，整个结构最重要的部位 就是梁柱节点，它的设计计算成为重中之重。钢管 混凝土柱/梁节点设计包括梁端的剪力和弯矩传递 两部分，而剪力传递又分为钢管外部传递和钢管内 部传递两类。所谓的钢管内部剪力传递，就是将钢 管壁所承受的剪力传递于核心混凝土。 1. 节点弯矩传递构造 为保证钢管对核心混凝土的套箍作用不被削 弱，在钢管壁上不应直接施焊受拉钢筋。柱/梁节点 处的梁端不平衡弯矩M应转化为以压力方式作用于 钢管柱上的力偶D来实现其传递（见图1） 。 图1 梁端弯矩的传递方式 2. 节点剪力传递构造 钢管混凝土柱的剪力传递构造主要包括承重销 （穿心牛腿）、环形牛腿（不穿心牛腿）和抗剪环（环 形凸缘）三种构造形式。以下主要介绍地铁车站结 构设计中常用梁/柱节点—环形牛腿构造形式（见图 2）。 为简化计算，对梁/柱节点的计算模型，作以下 偏于安全的假设。 （1）在作剪力传递时，不计楼盖混凝土与钢管 柱接触面之间的粘结力。 （2）在作弯矩传递时，视加强环与环筋为独立 环带，不考虑其邻域钢管壁的共同作用，以免削弱 钢管的套箍能力。 图2 中梁与柱节点图 3. 环形牛腿承剪能力计算 （1）环形牛腿支承面上的混凝土局部承压强度 所决定的牛腿抗剪承载力设计值 V u1=π（D + b）bβf c β——混凝土局部承压强度提高系数，偏于保 守地取β=1；D——钢管柱的外径；b——环板的宽度。 （2）肋板抗剪强度所决定的牛腿承载力设计值 V u2=nh w t w f v n——肋板的数量；h w——肋板的高度；t w——肋 板的厚度；f v——钢材的抗剪强度设计值。 （3）肋板与管壁连接的焊缝强度所决定的牛腿 承载力设计值 V u3=Σl w h e f f w Σl w——角焊缝的计算总长度；h e——角焊缝的 计算高度；f f w——角焊缝的抗剪强度设计值。 （4）牛腿上部混凝土直剪（冲切）强度所决定 的牛腿承载力设计值 V u4=π（D+2b）l×2f t l——直剪面的高度；f t——楼盖混凝土的抗拉 强度设计值。 （5）上下加强环板环向抗拉（压）强度所决定 的牛腿承载力设计值 （下转第182页） 74
钢管混凝土柱-钢梁节点有限元分析
钢管混凝土柱-钢梁节点有限元分析 林明森 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 (430070) E-mail：LMS1683@https://www.wendangku.net/doc/6f10526574.html, 摘要：对规范推荐的钢管混凝土柱-钢梁节点进行力学性能研究，在试验的背景下，利用 有限元分析软件ANSYS9.0建模，在同时考虑几何非线性和材料非线性下进行有限元分析， 对比试验与有限元分析结果，比较模型分析截面尺寸、梁柱线刚度比、轴压比等因素对节点 刚度的影响。对模型的适用性进行评价，并对此节点的适用性及构造提出改进意见。 关键词：钢管混凝土，梁柱节点，有限元分析，节点力学性能 中图分类号：TU398+.9 0. 引言 近年来，随着高层建筑的迅速发展，钢管混凝土结构在高层建筑中应用越来越广泛，钢 管混凝土结构组合形式即弥补钢材和混凝土各自的缺点，又充分发挥了二者的优点，钢管混 凝土结构以其承载力高、延性好、施工方便以及显著的经济效果，作为一种新型的钢管混凝 土组合结构已广泛运用于各种建筑物中。钢管混凝土梁柱节点的受力性能是结构设计中的关 键，也是施工的难点，在钢管混凝土结构的工程应用中其节点的受力性能、破坏机理及连接 构造方面还存在不少问题，影响到了它的广泛应用。由于节点的重要性，节点受到了越来越 多人进行研究，虽然，目前对节点的研究不少，但研究缺乏连贯性和系统性，更多的是研究 承载力性，而对节点区域的变形还未深入，有必要对钢管混凝土梁柱节点进一步研究。 1. 试件的设计与制作 节点原型为一高层框剪结构，层高３ｍ，梁跨度６ｍ。钢管柱为圆型钢管，内填核心混 凝土，钢梁为工字型钢。试件柱梁长度按近似反弯点位置取值，试件节点设置在柱中 [1]。 试件的几何参数见表１。 表1 几何特征参数 材料种类直径（m）高度（m）长度（m） 混凝土C50 0.149 1 钢管?159x5 0.159 1 钢梁HN175 0.175 2.159 2. 材料性质 2.1 核心混凝土 本文公式来自于文献[2] 约束系数ξ=A s f y/A c f ck A s:钢材和混凝土的截面面积 A c：核心混凝的截面面积 f y：钢材屈服极限 f ck：混凝土抗压强度标准值
钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(3), 421-427 Published Online May 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/6f10526574.html,/journal/hjce https://https://www.wendangku.net/doc/6f10526574.html,/10.12677/hjce.2018.73048 The Experimental Research on Cyclic Behavior of Beam-CFST Column Connections Li He, Yisheng Zhao, Jie Luo, Shiqiang Mei Yunnan Construction Engineering Steel Structure Co., Ltd., Kunming Yunnan Received: May 3rd, 2018; accepted: May 15th, 2018; published: May 22nd, 2018 Abstract In recent years, with the promotion and development of steel structure in residential market, concrete filled steel tubular column is formed by the reliable connection of the horizontal compo-nent such as beam and plate. The calculation method and construction measures of concrete filled steel tubular joints are the key problems in design. In this paper, the stress distribution of the joint is studied. The load-displacement cures of the joints are obtained, as well as the yield strength and the ultimate strength. It indicates that joints filled with concrete have preferable stiffness and ductility. Keywords Joint, Load-Displacement Curve, Yield Strength, Stiffness 钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究 何力，赵一盛，罗杰，梅世强 云南建投钢结构有限公司，云南昆明 收稿日期：2018年5月3日；录用日期：2018年5月15日；发布日期：2018年5月22日 摘要 随着住宅钢结构的推广发展，钢管混凝土柱与梁、板等水平构件的连接形成重要的结构体系，特别是形成抵御地震作用的抗侧力体系。因而钢管混凝土节点的计算方法和构造措施是设计中非常关键的环节。 本文研究了节点的应力分布规律，得到了荷载位移曲线、节点的屈服强度。分析表明，填充混凝土的扁钢柱节点具有较好的刚度和延性。
T节点钢管混凝土abaqus建模教程
T型圆钢管节点abaqus图文建模教程 一．分析前准备： 注：1.长度单位m，时间单位s，力单位N。 2.该软件建模过程中最常用工具为菜单栏Viewpoint下的按钮，即转换视角。 3.点击鼠标中键和回车键表示确定，可代替手动点击Done，使操作更便捷。 4.该教程中未提到的操作均按系统默认操作，如命名规则。初学者后期熟练后可根据自己喜好和习惯更改。 点击Abaqus CAE，运行软件；点击Save Model Database ，将新建数据库保存在指定文件夹中；关闭
程序；在指定文件夹中打开新建的.cae程序。 分析前准备的目的是将静力，热学，热力耦合输出文件保存在指定文件夹中，不一定保存在系统指定的temp 文件夹中。 二．静力分析步骤： 1.Part（建立块）：Module默认为Part模块。 1）建立主管chord。点击（Create Part），弹出部件创建框，Name改为chord，Approximate size 取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，建立主管截面:一.绘出外径圆。依次输入坐标（0,0）、（0.0795,0）；二.绘出内径圆。内圆半径由外圆半径减去主管厚度得到，依次输入坐标（0,0），（0.075,0）截面即建立完成。最后点击Done，弹出长度编辑窗口，在Depth中输入主管长度1.68m即可，主管建立完成。 2）建立支管brace。方法参照主管。 3）建立主管端板end1-con。点击（Create Part），弹出部件创建框，Name改为end1-con，Approximate size取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，依次输入坐标（0，0）、（0.075，0），点击鼠标中键，弹出编辑框，在Depth中输入0.02，表示端 板厚度为20mm。 4）建立支管端板end2-bra。方法参照end1-con。 5）建立耳板erban。点击（Create Part），弹出部件创建框，Name改为end1-con，Approximate size 取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，依次输入坐标（0，0）、（0.155，0.159），点击左侧工具栏中的，鼠标点取矩形左下角和右上角画出半 圆点击左侧工具栏中的，鼠标点取矩形左边中点，输入坐 标（0.02，0.0795）点击左侧工具栏中的选中矩形左边，删除左边，双击鼠标中建，输入0.015 2.Assembly（组装）：在Module下拉框中选择Assembly模块。 1）点击，按图1界面操作，点击OK。