节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱—平板节点偏压性能的试验研究

摘要

钢管混凝土板柱结构因其承重方面优异的力学性能及使用上的灵活性而日益在工程上受到重视.作为该文所要研究的一种新型钢管混凝土板柱节点:节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱—平板节点,避开了传统钢管混凝土节点构造复杂,传力方式不理想等缺陷,开辟了一条新的设计思路,即由混凝土平板楼盖横穿节点区域以保持其连续性,节点区通过环向钢筋和托板混凝土代替原来的钢管约束核心混凝土,使其承载力达到或超过相应的钢管混凝土柱身.目前,该节点的轴心受压性能已经有了比较详尽的研究,在此基础之上,为进一步探讨该新型节点在偏心受压情况下的受力性能,华南理工大学土木工程系与广州城建开发设计院有限公司合作,进行了一批共15个试件的节点试验,该文的工作就是本次试验的内容进行总结和分析.

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第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1钢管混凝土结构的发展概况

1.1.2钢管混凝土节点的发展概况

1.1.3传统钢管混凝土节点在应用中存在的问题

1.2节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱—平板节点的提出

1.3本文研究的主要内容和目的

1.4本文的结构

第二章试验方法

2.1概述

2.2试件的设计和制作

2.2.1设计目的

2.2.2试件设计

2.2.3材料的选用及其力学指标

2.3加载及测试方法

2.3.1试验装置和加载方法

2.3.2量测内容和方法

2.4本章小结

第三章试验结果及分析

3.1概述

3.2试验现象

3.2.1裂缝形式

3.2.2裂缝开展过程

3.2.3破坏形态

3.3试验结果及分析

3.3.1荷载—位移曲线

3.3.2节点区环筋应变特点

3.3.3节点区环筋上箍筋应变特点

3.3.4钢管柱内纵筋应变特点

3.3.5节点区纵筋上箍筋应变特点

3.3.6钢管壁应变特点

3.3.7节点区与钢管柱的相对位移

3.3.8承载力特点

3.4本章小结

第四章有限元分析

4.1概述

4.2相关理论基础

4.2.1本构关系

4.2.2强度准则

4.2.3裂缝模型

4.3有限元模型

4.3.1单元类型与实常数

4.3.2材料属性

4.3.3有限元模型的建立

4.4非线性求解

4.5计算结果分析

4.5.1整体变形图

4.5.2荷载—位移曲线

4.5.3裂缝开展情况

4.5.4混凝土的应力状态

4.5.5钢管的应力状态

4.5.6钢筋的应力状态

4.5.7极限承载力比较

4.6本章小结

第五章受力机理和设计方法探讨

5.1概述

5.2受力机理分析

5.2.1偏压荷载下混凝土的应力—应变曲线

5.2.2约束混凝土的受力机理

5.2.3局部承压的破坏特征

5.2.4配筋混凝土局压工作原理

5.3偏压承载力计算

5.3.1模型简化的基本思路

5.3.2混凝土局部受压强度的影响因素及有关计算公式

5.3.3圆形截面钢筋混凝土偏心受压计算

5.3.4节点区柱钢管不连通式钢管混凝土柱—平板节点偏压承载力计算

5.4设计实例

5.5本章小结

结束语

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢