方钢管混凝土柱与h钢梁的外肋环板节点分析

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1、第一章绪论1．1引言钢管混凝土结构是一种新型结构体系，它充分发挥了钢管和混凝土两种材料的长处，具有承载力高，塑性和韧性好，经济效益显著、施工方便等优点⋯，被广泛地应用于单层和多层工业厂房柱、设备构架柱、高层建筑和桥梁等结构中。特别是近年来，随着住宅钢结构的推广和应用，以钢管混凝土柱与H钢梁形成的框架结构体系在工程实践中逐渐得到应用与发展，并取得了良好的经济效益和社会效益。钢管混凝土结构按照截面形式的不同，可以分为圆形截面钢管混凝土结构、方矩形截面钢管混凝土结构和多边形截面钢管混凝土结构等，其中，圆钢管混凝土结构和方钢管混凝土结构应用较为广泛。相对而言，圆钢管混凝土柱技术较为成熟，有相应规程。1

2、可以遵循，方钢管混凝土的约束作用也不如圆钢管混凝土”1。但在住宅建筑中，建筑师一般不愿选用圆管柱，这主要有两个方面的原因，一是圆管柱与墙板的连接构造较为复杂，施工时不容易处理；二是圆管柱节点有上、下加强环形成的柱帽，需采用吊顶或装饰等构造办法隐藏节点“’。而方铜管混凝土各结构构件之间的相贯线在同～个平面内，解决了柱与墙板的连接构造问题，而且便于制作安装，有利于缩短施工周期，降低成本；方钢管混凝土结构外形规则，建筑适用性较好，防火处理也比圆形钢管较容易。因而方钢管混凝土柱与H钢梁形成的框架结构体系近年来在建筑工程中逐渐得到应用与发展。节点是框架结构设计中的关键部位，也是施工的难点，它起着在梁与柱

3、两种构件之间传递弯矩和剪力的作用。如果节点不能提供杆端力所需的约束，刚将使结构性能发生改变，从而不能保证计算模型的正确性，导致结构的极限强度亦不同于设计者的预计值，直接关系到结构的安全牲。因此，钢管混凝土结构的梁柱节点也理所当然地受到了设计和研究人员的重视。1．2方钢管混凝土柱H钢梁节点的形式方钢管混凝土柱H钢梁框架节点形式很多，性能各异。根据节点的刚度性能的不同，可将节点分为铰接节点、刚接节点和半刚接节点。根据节点的加工j【艺第一章绪论和连接方法的不同，节点又分为全焊连接、螺栓连接和栓焊混合连接。根据柱身是否连续又分为柱贯通型和梁贯通型。现就目前常用的方钢管混凝土框架粱柱节点，按铰接、半刚接

4、和刚接三种类型，分别介绍其构造做法及受力特点。1．2．1铰接节点方钢管混凝土柱H钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80％D．11“1。这种节点一般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接(图1-1a)，如果梁端剪力较大，也可在柱上增设牛腿，以传递过大的梁端剪力(图卜lb)。铰接节点构造简单、旌工方便，但只能传递较小的弯矩，主要是用于传递粱端剪力。图1-1铰接节点1．2．2半刚接节点哂呵'圈I-2半剐接节点钢梁与方钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连结和刚接连接之间的连接(图1

5、—2)”1。半刚性节点不仅能够传递剪力，还能传递部分弯矩。图卜2a为外伸端板式连接，即带有端板的钢梁通过栓焊在钢管柱上的高强螺栓与柱连接”1，这种节点容易导致钢管柱壁的局部屈曲，而且高强螺栓与柱壁的栓焊工艺要求高，连接性能不易保证，抗弯刚度也不大，故在我国应用的较少。图卜2b、图1—3a、b钢梁翼缘通过连接件(角钢、11型钢与组合钢板)并用高强螺栓与钢管混凝士柱连接，梁腹板通过焊接在鹾～擎r珊≈垂L第一章绪论和连接方法的不同，节点又分为全焊连接、螺栓连接和栓焊混合连接。根据柱身是否连续又分为柱贯通型和梁贯通型。现就目前常用的方钢管混凝土框架梁柱节点，按铰接、半刚接和刚接三种类型，分别介绍其构造

6、做法及受力特点。1．2l铰接节点方铜管混凝七柱H钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80％以上⋯。这种竹点一般只将粱的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接(图卜la)，女u果梁端剪力较大，也可在柱上增设牛腿，以传递过大的粱端剪力(图卜lb)。铰接节点构造简单、旌J二方便，但只能传递较小的弯矩，主要是用于传递梁端剪力。柙i隹啦啼警图1-1铰接节点1。2．2半刚接节点图1-2半刚接节点钢梁与方钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线央角的改变量介于铰接连结和刚接连接之间的连接(图l一2)51。半刚性节点不仪能够

7、传递剪力，还能传递部分弯矩。图卜2a为外伸端板式连接，即带有端板的钢粱通过栓焊在钢管柱上的高强螺栓与柱连接91，这种节点容易导致钢管柱壁的局部屈曲，而且高强螺栓与柱壁的栓焊工艺要求高，连接性能不易保证，抗弯刚度也不火，故在我国应用的较少。图卜2b、图卜3a、b钢梁翼缘通过连接件(角钢、T型钢与组合钢板)并』_{j高强螺栓与钢管混凝土柱连接，粱腹板通过焊接在钢、1、型钢与组合钢板)并用高强螺栓与钢管