大直径钢管混凝土柱_H形钢梁节点设计_范重解释.pdf

书建筑结构学报 Journal of Building Structures 第 37 卷 第 1 期 2016 年 1 月 Vol. 37 No. 1 Jan． 2016 001 文章编号: 1000-6869( 2016) 01-0001-12 DOI: 10． 14006 / j． jzjgxb． 2016． 01． 001 大直径钢管混凝土柱-H 形钢梁节点设计研究 范 重1，仕 帅1，李振宝2，王倩倩2，赵长军1，寇 力3，史建伟3 ( 1． 中国建筑设计研究院，北京 100044; 2． 北京工业大学 抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 100022; 3． 阳光保险集团股份有限公司，北京 100020) 摘要: 在传统内环板节点的基础上，提出一种适用于大直径钢管混凝土柱的梁柱节点。为了避免内环板宽度过大造成混凝 土浇筑困难、用钢量较大的问题，在内环板焊接拉结钢筋，既可以减小钢材用量又便于在钢管柱内设置钢筋笼。为避免与 钢梁翼缘焊接处的钢管表面发生层状撕裂，局部加大梁端翼缘宽度，并通过分析合理确定梁端扩翼宽度与扩翼角度。采用 非线性有限元软件，对节点构造与应力分布、变形性能的关系进行分析。通过对比分析得到梁端的刚域长度，并对刚域长 度与框架梁抗弯刚度的关系进行研究。为了验证该类节点设计的合理性，进行钢管混凝土柱-H 形钢梁缩尺模型试验。有 限元分析与缩尺模型试验结果表明，节点拉结钢筋可以提高内环板传力的有效性，有效减小节点区柱壁应力，当梁端扩翼 宽度为 1. 5 倍梁翼缘宽度、扩翼角度为 1∶ 6 时，节点区柱壁应力明显低于 H 形钢梁的应力，满足“强节点弱构件”的抗震设 计理念。节点刚度对钢管混凝土柱-H 形钢梁框架结构的侧向刚度影响显著，当梁端刚域长度约为钢柱直径的 0. 4 倍时，框 架梁的抗弯刚度可增加 40%以上。节点抗震性能良好，可以实现“强节点弱构件”的抗震设计理念。 关键词: 钢管混凝土柱; H 形钢梁; 节点刚域; 有限元分析; 拟静力试验; 抗震性能 中图分类号: TU973. 14 TU311. 41 TU317. 1 文献标志码: A 基金项目: 中国建设科技集团股份有限公司科技创新基金项目( Z2014J09) 。 作者简介: 范重( 1959— ) ，男，北京人，工学博士，教授级高级工程师。E-mail: fanz@ cadg. cn 收稿日期: 2015 年 5 月 Ｒesearch on large diameter concrete filled tubular column and H-section beam connection FAN Zhong 1，SHI Shuai1，LI Zhenbao2，WANG Qianqian2，ZHAO Changjun1，KOU Li3，SHI Jianwei3 ( 1． China Architecture Design and Ｒesearch Institute，Beijing 100044，China; 2． Beijing Key Lab of Earthquake and Structural Ｒetrofit，Beijing University of Technology，Beijing 100022，China; 3． Sunshine Insurance Group Co．，Ltd，Beijing 100020，China) Abstract: A new type of beam-column connection for large diameter concrete filled tubular column was proposed on the basis of traditional inner ring plate connections． In order to avoid the difficulty of pouring concrete and using more steel due to the wider inner ring plate，welding reinforcing bars on the inner ring plate were used，which could reduce the amount of steel and be convenient for setting reinforcing bar cage in the steel pipe column． In order to avoid the lamellar tearing of the surface of steel pipe column，flange at the beam end needs to