基于矩形钢管混凝土梁柱节点域受剪承载力分析

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1、华中科技大学硕士学位论文矩形钢管混凝土梁柱节点域受剪承载力分析姓名：肖万松申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：伋雨林20070123华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国经济建设的飞速发展，钢管混凝土结构在商业建筑、体育场馆、桥梁、高层和超高层建筑中应用日益增多。矩形钢管混凝土结构由于自身的优点，具有广阔的应用前景。节点是结构的关键部位，也是设计、施工的难点，其合理与否直接关系到结构的安全。目前关于矩形钢管混凝土梁柱连接节点受力性能的试验、研究较少，现有节点的理论和试验研究也不完善。节点域受力性能及计算方法成为困扰钢管混凝上结构设计的技术问

2、题。本文分析研究带内隔板的矩形钢管混凝土柱—钢梁节点域受剪性能及受剪承载力计算问题，这对于矩形钢管混凝土结构的推广应用具有重要的理论和工程意义。本文采用极限分析方法，分别考虑钢柱的腹板、翼缘和节点核心区混凝土对节点域受剪承载力的贡献。采用薄腹板梁受剪理论分析矩形钢管受剪承载力，采用斜压杆机理分析混凝土受剪承载力，应用虚功原理推导出矩形钢管混凝土梁柱节点域受剪承载力计算公式，提出可参照AIJ规定验算钢管与混凝土之间粘结强度。本文借鉴他人试验成果对本文公式进行了验证，并与我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS159：2004）中的计算公式和国

3、内学者的研究成果进行分析、比较，结果表明：本文公式概念明确，计算简单，计算值与试验数据吻合较好。本文利用有限元程序对节点域受力性能进行仿真分析，得出节点域P－Δ曲线以及材料强度、几何尺寸的改变对节点域受剪承载力的影响。关键词：钢管混凝土；梁柱节点域；受剪承载力；薄腹板梁；斜压杆机理I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeswiftandviolentdevelopmentofournations’economy,concrete-filledtubularstructureshavebeenusedmoreandmorepopu

4、larlyinthecommercialplazas,palestra,bridges,highbuildingsandskyscrapers.Structureswithconcreted-filledrectangularsteeltubemembershavegoodapplicationprospectowingtoits’ownconfiguration.Jointregionisnotonlythekeycomponentofabuilding,butalsothedifficultyindesigningandconstructi

5、on.Whetherthejointitselfisrationalornot,isdirectlyrelatedtothesafetyofthebuilding.Nowtherearefewreportsontheconnectingmethodbetweenconcrete-filledrectangulartubecolumnandbeam.Theexistingtheoriesandexperimentalresearchaboutjointregionarenotperfect.Load-bearingmechanismaswella

6、sthecalculatingmethodsofjointregionisthekeytechniquerestrictingtheuseofsuchstructures.Thisarticlewillanalyzeshearload-bearingcapacityofjointregionofconcrete-filledrectangularsteeltubecolumnandsteelbeamwithinternaldiaphragms.Andthiswillmakeimportantacademicandpracticalsenseto

7、thespreadofsuchstructures.Thisarticlewillconsidershearload-bearingcapacityofwebplateandfrangeplateofthesteeltubecolumnandtheconcreteofjointregionusinglimitanalysismethod.Shearload-bearingmechanismtheoryofbeamwiththinwebplateanddiagonalstrutmechanismwillbeusedrespectivelyinth

8、eanalysisofshearload-bearingcapacityofrectangularsteeltubeandconcreteofjoin