钢管混凝土结构节点探究现状

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1、钢管混凝土结构节点探究现状　　摘要：本文详细论述了钢管混凝土结构梁柱节点和柱脚节点在国内外的研究现状，分析了不同节点形式的优缺点和适用情况。关键字：钢管混凝土；梁柱节点；柱脚节点1.概述钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土及螺旋配筋混凝土的基础上演变和发展起来的一种结构型式。其特点就是承载力高、塑性和韧性好、耐火性能好、施工方便。在其使用之初就受到欧美日各国土木工程界的重视，竞相开发利用。新中国成立以后，我们国家也开始开发利用钢管混凝土结构技术。尤其20世纪80年代以后，钢管混凝土技术在我国的桥梁、电力等行业中有了更

2、为广泛的应用。随后国家颁布了一系列与钢管混凝土结构技术相关的规范、规程，使钢管混凝土结构技术的应用更加规范化。钢管混凝土结构中节点是个非常重要的部位，它起着传递和分配内力以及保证整体性的作用，对结构安全至关重要[1]。截至目前，国内外的专家学者对其的受力机理，破坏形态做了大量的研究，有了一定的认识，同时也给出了一些近似的的计算公式，但是尚有许多亟待研究和解决的问题。2.钢管混凝土梁柱节点研究现状6对于钢管混凝土梁柱节点，按照不同的划分标准有不同的分类。按钢管混凝土柱与梁的连接类型的不同可以划分为两种，一种是钢

3、管混凝土柱-钢梁节点，另一类是钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点。国外高层建筑中应用和研究较多的节点型式主要是钢管混凝土柱-钢梁节点[2]。而国内则主要是钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点。2.1国外钢管混凝土梁柱-钢梁节点的研究现状1974年，P.Ansounan[3]进行方钢管混凝土柱-工字钢梁节点连接的研究。1987年，Hiroshi和Kanatani等进行了长高强螺栓连接部分方钢管混凝土柱与H型钢梁的研究，使得钢管壁局部变形、破坏和焊接困难的问题得到了解决。1995年，Shim通过改变加强环板开口尺寸、厚度等

4、参数，对钢管混凝土柱-H型钢梁节点的静力和滞回性能进行了试验研究。试验结果表明：内加强环板节点核心区有良好耗能能力；节点区灌混凝土的试件，变形能力和耗能能力会有所提高。1996年，Alostaz和Schneider，利用有限元方法分析了钢管混凝土柱-钢梁节点在不同的构造措施下的抗震性能。2001年，Sing-Ping6Chiew利用有限元程序MARC7.0进行了单调加载的模拟分析，并通过分析数据模拟给出了节点的经验计算公式；2004年，Ricles等进行了10个大尺寸钢管混凝土柱-宽翼缘钢梁连接的中柱节点滞回

5、性能试验，得出带内加强环式节点和带锥形翼缘板外伸T型板式节点具有抗震性能较好。2006年，Kanno，Shimizn等对带有T型内隔板的节点进行了试验研究，并提出了这种节点的设计方法。2.2国内钢管混凝土梁柱-钢梁节点的研究现状1加强环式节点加强环式节点主要有四种形式：加强肋板式节点、加强环承重销式节点、加强环穿心钢板式节点以及加强环腹式节点。加强环式节点没有任何穿心，它适用于小直径的钢管混凝土柱，便于施工，但用钢量较大，钢筋混凝土梁与加强环焊接麻烦，在应用中适应性和灵活性较差。2宽度梁式节点这种节点形式是由

6、吴家平和钟善桐教授提出，这种节点梁纵筋绕越钢管，在节点处连接，不必截断，其传力途径明确，构造方便，可解决弯绕问题。但是节点需钢板较多，加工比较复杂，对于焊接质量要求高。3劲性环梁节点该节点有三种形式：单梁、双梁以及单双梁混合节点。这种节点的抗剪牛腿加比普通环梁的要高且长，并且牛腿在梁纵筋下面，抗剪能力较强，混凝土浇注后会在节点区域形成刚度较大的劲性混凝土环梁，从而形成刚性节点区域，梁端的弯矩和剪力就是通过这个刚性区域来承受和传递的。该节点的刚度大，承载力高，但是施工麻烦。64抗剪环环梁节点该节点通过钢筋混凝土

7、环梁传递弯矩，抗剪环传递剪力。这种节点未穿心，连接简便且无现场焊接。该节点具有良好的延性，可以实现“强结构弱构件”的抗震要求，但是刚度较差。5钢筋贯通式节点这种节点形式是在在钢管壁上开孔，让梁纵筋贯穿钢管柱。此节点施工较为复杂，贯通钢管内梁的上下层钢筋影响了管内混凝土的浇注，其节点的工艺性较差。6梁通柱断式节点这种节点是由王毅红教授提出的，该节点是将钢管混凝土柱的钢管在节点区间断或者部分的间断，然后用节点区密排环形钢箍、竖向短筋以及芯钢管来保证钢管混凝土柱在节点区域的连续性，梁中的纵筋在节点区域直通，梁跟节点

8、区的混凝土浇注成一体。试验表明，该节点有很好的整体性和传递梁弯矩、剪力的能力。3.钢管混凝土柱脚节点研究现状6柱脚节点是结构中上部与基础连接的重要部位，在结构中起着非常重要的作用。钢管混凝土柱脚按其与混凝上基础的接触程度，可分为端承式柱脚和埋入式柱脚。端承式柱脚施工简便，只需将地脚螺栓埋入基础即可。该种节点只承受柱轴力和剪力，抗弯能力很差。埋入式柱脚既能承受柱轴力剪力，也能承受柱端弯距，抗震性能好。