半刚性薄钢混凝土组合节点抗弯承载力的研究

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1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集半刚性薄钢一混凝土组合节点抗弯承载力的研究郜京锋张耀春(哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090)摘要：提出了一种新型半刚性薄钢～混凝土组合框架体系。框架的梁和柱分别采用的是薄壁设肋方钢管混凝土柱、薄壁卷边工字钢一混凝土组合梁，梁柱采用部分高度平齐式端板螺栓连接或部分高度外伸式端板螺栓连接。基于组件法的原理，建立了梁柱节点中各有效组件的抗力计算公式，从而导出了梁柱节点的抗弯承载力计算公式。关键词：半刚性薄钢一混凝土组合节点部分高度端板组件法抗弯承载力STUD

2、YoNMoMENTCAPACITYoFSEMI-RIGIDTHIN．WALLEDSTEELCoNCRETECoMPoSITEJOINTSGaoJingfengZhangYaochun(HarbinInstimteofTechn0109ySchoolofCiVilEngineeringHarbin150090)Abstact：Anewtypeofsemi—rigidthin—waIIedsteel—concretecompositeframesystemispresented．Itiscomposed

3、ofsquareconcrete—filledthin—walledsteeltubularcolumnswithribsandlippedthin—walledIsectionsteel—concretecompositebeams，whichareconnectedwittlboltedpanial—deptllnushendplatesorboltedpanial—dep山extendedendplates．Basedontllephilosophyofcomponentmethod，t}le

4、formulaecalculatingtheloadingcapacityofeff'ectiVecomponentsareestablished，ttlenthefonnulaeofthemonmentcapacityforttlecompositejointsarealsoderiVed．Keywords：semi—rigidtllin—walledsteel一concretecompositejointspartial—depthendplatecomponentmetllodmomentc印

5、acity1引言目前，薄壁钢管混凝土柱u1己进行了广泛的研究，薄壁钢一混凝土组合梁比1也进行了一些研究，但是薄钢一混凝土梁柱节点和体系的研究较少。本文提出一种新型的薄钢一混凝土组合结构体系：薄壁设肋方钢管混凝土柱和薄壁卷边工字钢一混凝土组合梁形成的半刚性框架体系，可用于中低层住宅、宾馆和医院等小柱网的建筑结构中。柱的构造系有四个薄壁卷边等边角钢焊接成带肋的方钢管，内填混凝土而成，如图1所示。文献[3]、[4]对薄壁设肋方钢管混凝土柱进行了大量的试验研究和充分的理论分析，提出了承载力计算公式。梁的构造

6、系有两个薄壁卷边槽钢焊接成薄壁卷边工字钢梁，其上布置的抗剪连接件而后浇混凝土楼板而成，如图2所示。梁柱间采用部分高度平齐式端板螺栓连接或部分高度外伸式端板螺栓连接，分别如图3(a)、(b)所示，前者只用于框架承受竖向荷载，水平荷载由支撑承受的框架结构体系中，组合节点只承受负弯矩；后者可用于无支撑的框架结构体系中，组合节点可承受正负弯矩。，▲、，厅c，图1薄壁设肋方钢管混凝土柱Fig1Squareconcrete—fiI

7、edthin—wa

8、Iedsteetubularcofumnwlthribsbe

9、目筋抗剪连接件、●‘●、{，譬￡吝边格铜▲、，6，图2薄壁卷边工字钢一混凝土组合梁薄壁设肋方钢管和薄壁卷边工字钢梁均在工厂焊接，部分高度端板和梁端部的连接亦在工厂焊接。高强螺栓在工厂中穿过薄壁设肋方钢管，并保证和钢管中的后浇筑混凝土问不产生粘结力。梁柱在工地用承压型高强螺栓由扭矩扳手安装，从而避免了薄壁钢构件之间的焊接，降低了施工难度，保证了施工质量。这种梁柱半刚性组合节点的结构特性(抗一254—2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集弯承载力、转动刚度和转动能力)将对这种新型结构体系产生很重要的影响

10、，本文将重点研究这种半刚性组合节点的抗弯承载力。(a)部分高平齐式端板节点(b)部分高度外伸式端板节点图3两种粱柱节点构造图Fig3TheschemesoftwotypesofbeaIn—columnjoint2半刚性薄钢一混凝土组合节点有效组件的抗力计算公式2．1组件法半刚性组合节点抗弯承载力的计算方法中，最有效且最常用的方法是欧洲规范4口1中介绍的组件法(componentmethod)。这种方法在对半刚性组合节点进行分析时的主要步骤是：将节点区划分为三个区域一受