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螺栓接续钢-搅拌土组架物材的研发

 

  在美国,过去对组合框架的研究主要集中在钢筋混凝土柱与钢梁的节点上。在一个典型的由钢筋混凝土柱与钢梁组成的结构体系下,小截面型钢被内置于柱中,这主要是为了便于施工而不是为了传力。其他一些人的研究成果表明,使用后张拉和螺栓连接的创新性的构造措施能为纯钢结构或套管混凝土抗弯框架提供足够的强度和延性。针对型钢混1凝土柱和钢梁连接节点抗震性能的研究还比较少<1,2>。通过一个由美国国家自然科学基金资助的项目,Uang和Chou对两个足尺的型钢混凝土柱和钢梁组合部件进行了试验以评估其节点构造的抗震性能<3,4>。在试验中,具有削弱的钢梁截面并采用了加劲板的节点构造在抗震能力上表现出巨大的潜力。但是,Uang等人研究的节点构造仍然十分复杂,因为它要求钢梁与柱通过现场焊接来连接。

  建议的型钢混凝土柱-钢梁抗弯框架的连接方式为了在保证优良的抗震性能的同时改善可施工性,本文主要研究人员构想了几种创新性的组合连接构造。在此建议开发一种新型的组合钢-混抗弯框架体系,该体系采用端板螺栓连接而无需现场焊接。在此提出三种具体连接方法:型钢混凝土柱与钢梁的无加劲端板螺栓连接如(a)所示,钢梁带有一块在工厂就已焊接好的端板,端板再通过螺栓与柱内型钢的翼缘连接。弯矩的传递取决于:连接钢梁端板与内置型钢柱的高强抗拉螺栓、箍筋、混凝土支撑。加劲板和连续板都可以不用。如有必要,也可使用加劲件。这种类型结构的施工过程如下:1)摆放好型钢柱;2)利用螺栓将钢梁端板与型钢柱连接好;3)绑扎柱钢筋;4)制作并浇注柱(和板)混凝土。

  建议的设计方法试件的选择建议采用的是能力设计方法。这个方法包括以下步骤:1)选择一种机制,使塑性铰出现在钢梁端部和第一层柱的基座位置;2)设计具有足够抗弯和抗剪强度的混凝土或型钢混凝土柱以确保这一机制的实现;3)设计端板并选择合适的螺栓;4)梁-柱节点的剪力核查,它遵从两个标准:(1)通过比较节点主拉应力与混凝土抗拉强度的大小,判断节点混凝土是否会开裂;(2)如果在(1)中判明节点混凝土会开裂,则进一步进行斜撑和套箍分析以确定如何增强节点的抗剪能力。

  结论具有创新性节点构造的钢梁-混凝土组合抗弯框架体系是本研究计划建议的研究对象。建议的节点采用螺栓连接预先焊接在钢梁的端板与柱,这里的柱可以是钢筋混凝土柱、预制柱、劲性钢筋混凝土柱。

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