不同埋深的钢管混凝土柱脚_基础锚固试验研究
钢管混凝土结构节点研究现状
钢管混凝土结构节点研究现状摘要：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。
带有栓钉的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究.
带有栓钉的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲
切性能试验研究
钢管混凝土柱脚节点是推广钢管混凝土在高层建筑中应用的关键技术问题之一,栓钉作为埋入式钢管混凝土柱脚节点的加强措施应用较广。
本文研究在竖向荷载作用下的带有栓钉的埋入式钢管混凝土柱脚节点的冲切性能。
试验设计并制作了两个模型试件,通过改变栓钉的数量及位置来研究栓钉对该节点的极限承载力及冲切破坏的影响,试件ZJ/S-3栓钉数量与试件ZJ/S-4不同。
通过试验研究试件在竖向荷载作用下的破坏形式和基本受力性能,分析栓钉及节点各组成部分对柱脚节点的影响,确定冲切面的位置,为设计提供依据和基础资料。
试验结果表明:极限承载力试验值与理论值基本吻合,达到极限荷载时,试件
ZJ/S-3发生剪切破坏,试件ZJ/S-4发生冲切破坏。
柱脚节点在竖向荷载作用下,栓钉的多少直接影响着节点承载力的大小,栓钉布置位置的高低影响柱脚节点的抗冲切能力,在柱脚节点发生冲切破坏的时候,冲切面初始点位于栓钉最上排,箍筋是影响节点冲切性能的重要因素。
利用ANSYS有限元分析软件对试验模型进行数值分析,分别对两个试验模型进行模拟,分析节点的各组成部分的应力,研究其受力机理,有限元分析结果与试验结果基本吻合,节点各组成部分的状态与模型试验得到的试件的受力情况相同。
钢管混凝土柱柱脚锚固检验批质量验收记录
施工单位检查评定结果：
项目专业质量检查员： 监理（建设）单位验收结论：
监理工程师 （建设单位项目专业技术负责人）：
年月日 年月日
验收规范规定 埋入式柱脚构造 端承式柱脚构造
施工单位检查评定记录
监理（建设） 单位验收记录
1
埋入式柱脚锚固
2
端承式柱脚板下灌浆
埋
柱轴线位移5
入
式
柱标高±5.0
一
般
项
允
目
许
3偏
支承面标高±3.0 支承面水平度L/1000，≤5.0
差端
螺栓中心线偏移4.0
(mm) 承
式 螺栓之间中心距±2.0
螺栓露出长度0～+30
钢管混凝土柱柱脚锚固检验批质量验收记录
GB50628-2010
表A.0.3
工程名称 施工单位
方案
分项工程名称 专业工长
验收部位
001-钢管混凝土柱柱脚 锚固检验批质量验收记
录
项目经理
施工执行标准 名称及编号
给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2010)
分包单位
分包项目经理
施工班组长
主1 控 项 目2
钢管混凝土柱柱脚锚固检验批质量验收记录
第4.3.1条
/
第4.3.2条
/
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
1 埋入式柱脚锚固
第4.3.3条
/
抽查 处，合格 处
√
2 端承式柱脚板下灌浆
第4.3.4条
/
抽查 处，合格 处
√
柱轴线位移
5
/
埋入式
柱标高
±5.0
/
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
一
支承面标高
±3.0
/
般
项 目 允许
支承面水平度
L/1000且 ≤5.0
/
3 偏差 （mm）
螺栓中心线偏 移
4.0
/
端承式
螺栓之间中心 距
±2.0
/
螺栓露出长度
0～+30
/
螺纹露出长度
0～+30
/
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
抽查 处，合格 处
√
施工单位 检查结果
主控项目全部合格，一般项目满足规范规定要 求；检查评定合格
钢管混凝土柱柱脚锚固检验批质量验收记录
01020503 02040201 001
单位（子单位） 工程名称 施工单位
分包单位
浙江资料软件销售： 分部（子分部） 主体结构分部-钢
15824421188
工程名称 管混凝土结构子分部
分项工程名称
柱脚锚固分项
资料软件全套：1280 元
项目负责人
混凝土框架柱锚固方法的实验研究
混凝土框架柱锚固方法的实验研究一、引言混凝土框架柱锚固方法是建筑结构工程中常见的连接方式之一，通常用于固定建筑物中的柱子。
在实际应用中，正确选择合适的锚固方法和合适的锚固材料对于保证结构的稳定性和安全性至关重要。
本文将介绍混凝土框架柱锚固方法的实验研究。
二、实验设备和材料1. 混凝土试块：使用标准混凝土试块，尺寸为150mm×150mm×150mm。
2. 钢筋：采用直径为16mm的HRB400钢筋。
3. 锚具：采用M16膨胀锚具。
4. 膨胀剂：采用标准膨胀剂。
5. 试验设备：采用万能试验机。
6. 其他工具：包括电钻、手电钻、锤子、扳手等。
三、实验步骤1. 制备混凝土试块：按照标准混凝土试块的要求制备混凝土试块。
2. 钢筋加工：将钢筋加工成所需长度和直径。
3. 钢筋安装：在混凝土试块中预留出钢筋的位置，将钢筋安装在试块中。
4. 准备锚具：将膨胀锚具安装在试块上。
5. 确定锚具位置：根据设计要求，确定锚具的位置。
6. 钻孔：使用电钻或手电钻在确定位置处进行钻孔。
7. 安装锚具：将膨胀锚具安装在钻孔中。
8. 注入膨胀剂：按照说明书的要求，在锚具中注入膨胀剂。
9. 等待膨胀剂固化：等待膨胀剂固化，通常需要等待数小时至数天。
10. 测试锚固强度：使用万能试验机测试锚具的强度。
四、实验结果分析1. 实验数据：记录实验数据，包括锚具的安装位置、钻孔直径、膨胀剂的种类和用量、膨胀剂的固化时间、锚固强度等。
2. 数据分析：对实验数据进行分析，包括锚固强度是否符合设计要求、膨胀剂的用量是否合理、固化时间是否足够等。
3. 结果评价：根据实验结果进行评价，包括该锚固方法的适用性、优缺点、改进方向等。
五、注意事项1. 操作规范：操作时需按照规范操作，避免操作不当导致的安全事故。
2. 质量控制：保证试块和钢筋的质量，避免因质量问题导致的实验结果不准确。
3. 环境控制：保证实验环境干燥、清洁，避免环境污染对实验结果的影响。
埋入式钢柱脚抗震性能的试验研究
埋入式钢柱脚抗震性能的试验研究
王桢希;殷志文;陈忠汉
【期刊名称】《混凝土与水泥制品》
【年(卷),期】2009(000)002
【摘要】通过对埋入式钢柱脚低周反复荷载作用下的试验研究,分析了埋深比和栓钉布置方式对柱脚节点抗震性能的影响.采用ABAQUS有限元程序,对埋入式柱脚在反复荷载作用下进行了非线性有限元分析.试验研究和数值分析表明,埋深比和栓钉的布置方式对柱脚的抗震性能有较大影响.最后提出了最小埋深比和栓钉的合理布置方式.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】王桢希;殷志文;陈忠汉
【作者单位】苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室,苏州,215011;苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室,苏州,215011;苏州科技学院江苏省结构工程重点实验室,苏州,215011
【正文语种】中文
【中图分类】TU398.9
【相关文献】
1.高烈度地区埋入式钢框架柱脚设计研究 [J], 赵栩;杜长虹
2.外露式钢框架柱脚抗震性能试验研究 [J], 宋岩;王永
3.埋入式柱脚粘结滑移性能的试验研究 [J], 孟祥东;殷志文;陈忠汉
4.埋入式钢柱脚抗震性能与设计方法研究 [J], 朱坤蔡;蔡柱;
5.埋入式钢柱脚抗震性能与设计方法研究 [J], 朱坤;蔡柱
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钢管混凝土外包式柱脚节点性能试验研究的开题报告
钢管混凝土外包式柱脚节点性能试验研究的开题报告
一、研究背景和意义：
混凝土外包式柱脚节点已经成为现代建筑中广泛应用的一种节点形式，然而目前国内对该节点的性能研究还较为有限。
因此，本研究旨在通过试验的方式研究钢管混凝土外包式柱脚节点的受力性能，为该节点的设计提供科学依据，进一步推动钢管混凝土外包式柱脚节点在实际建筑中的广泛应用。
二、研究内容和方法
本研究将通过试验的方式，研究钢管混凝土外包式柱脚节点的受力性能。
具体方法如下：
1.制备试件：按照设计要求，制备一定数量、规格和尺寸的钢管混凝土外包式柱脚节点试件，试件材料均符合国家相关规范要求。
2.试验方法：采用静力加载试验的方法，对所制备的试件进行承载试验，观察试件在不同荷载作用下的变形和破坏模式，记录试验数据。
3.数据处理：对试验得到的数据进行数字化处理和统计分析，包括试件的受力性状曲线、承载力、变形等试验数据，以及试验结果的分析和结论。
三、预期成果和意义：
通过本研究，将得到钢管混凝土外包式柱脚节点在实际受力条件下的受力性能，以及其在变形和破坏过程中的机制和规律，为该节点在实际建筑中的设计和应用提供科学依据，同时还能够积累相关数据和经验，为今后的钢管混凝土外包式柱脚节点性能的研究提供范本和参考。
钢梁-钢骨混凝土柱连接的短牛腿式预埋件性能试验研究的开题报告
钢梁-钢骨混凝土柱连接的短牛腿式预埋件性能试验研究的开题报告一、研究背景和意义随着近年来建筑工程结构设计水平的不断提高，混凝土柱和钢梁的结构体系得到了广泛应用。
其中，钢骨混凝土柱是目前工程建设中常用的结构体系之一，它不仅具有良好的抗震性能，而且能够通过适当的构造设计来满足不同建筑工程的要求。
但是，在钢梁和钢骨混凝土柱之间的连接处，由于它们的性能差异较大，连接的可靠性与安全性成为了结构设计过程中需要解决的难点。
随着钢结构在工程应用中的不断增加，加强钢梁与混凝土柱之间的连接已成为一项重要的研究课题。
近年来，国内外学者通过理论分析和实验研究，提出了一系列关于钢梁和混凝土柱连接方式的优化设计和改进方案。
目前，预埋件连接方式被广泛运用于这种结构体系中，并且已被多次证明是一种较为可靠的连接方案。
因此，对预埋件的性能进行研究，以便进一步完善该连接方式，提升其安全性和可靠性，具有重要的意义和价值。
二、研究内容和方法本研究将以钢梁和钢骨混凝土柱为研究对象，以短牛腿式预埋件连接方式为研究重点，通过实验研究来探究该连接方式在承受剪力及扭矩作用下的力学性能和破坏机理，并结合有限元数值模拟进行分析和验证。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 短牛腿式预埋件的设计和制作；2. 短牛腿式预埋件连接方式的试验设计，包括试验参数选择、试验方案设计等；3. 悬臂梁-钢骨混凝土柱连接的短牛腿式预埋件试验实施，并监测其变形、裂缝、扭矩、剪力等相关指标；4. 基于有限元数值模拟对试验结果进行分析和验证，得出结论。
三、研究前景本研究将通过实验研究和数值模拟的方法，深入探究钢梁和钢骨混凝土柱连接中预埋件的性能和各种力学特性，研究成果将为加强该连接方式的可靠性和安全性提供依据和参考，有助于推动该领域相关技术的发展和应用。
同时，本研究还具有较强的实用性和推广性，可为工程实践中的相关结构设计提供技术指导和帮助。
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钢桁架混凝土组合筒体专利技术 , 但该工程构造在已完成的试验筒体基础上有新的发展 , 其构造特点在于 : 边框采用钢管混凝土叠合柱边框 ;内藏钢桁架采用网状钢桁架 。目前具有该工程构造特点的钢管混凝土柱
荷载 、应变 、位移利用 IMP数采系统自动采集数据 。人工观测混凝土裂缝 。
2 试验结果及分析
2.1 承载力
表 3为试件基础的初始开裂荷载 Fc、进入弹塑性阶段荷载 Fy、显著开裂荷载 Fcy, 以及试件抗拔极限荷
载 Fu的实测值 。
表 3 模型各 阶段荷载实测值
Table3 Experimentalresultsofload-carryingcapacityineverystage
与混凝土基础锚固性能的试验研究尚少 。
文中选择该工程中典型的钢管混凝土柱脚 -钢筋混凝土基础为原型 , 设计了 2个不同柱脚埋深的 1 /5缩 尺钢管混凝土柱脚 -钢筋混凝土基础组合试件 , 对其进行了锚固工作性能试验 , 重点研究了柱脚埋深对组合 试件的锚固承载力和延性性能的影响 。在试验模型设计中参考了笔者已完成的相关试验研究 [ 2 -4] , 以及其 它相关文献 [ 5 -8] 。
为了测试柱根部相对于基础的拔出位移 , 在基础上固定电子位移计 , 位移计支撑在由方钢管引出的平板 上 。仪表布置见图 3。
图 2 加载装置 Fig.2 Testsetup
图 3 仪表装置 Fig.3 Instrumentsetup
试验采用分级加载方式进行 , 每级荷载稳定时间为 5min, 弹性阶段采用荷载控制加载 , 当出现明显的非 线性趋势后改为位移控制加载 , 并缩短数据采集的时间 , 达极限荷载后仍根据实际情况继续持荷 , 至试件承 载力下降到 85%极限承载力之后继续加载 , 直至达到试件严重破坏为止 。
第 1期 王 金 , 等 :不同 埋深的钢管混凝土柱脚 -基础锚固试验研究
71
表 1 混凝土抗压强度及弹性 模量 Table1 Propertiesofconcrete
试件 编号
KM1 KM2
抗压强度 /MPa 42.3 43.1
弹性模量 /MPa
3.28 ×104 3.25 ×104
表 2 钢板及钢筋材料力学性能
Table2 Propertiesofsteelsheetandreinforcement
规格
屈服强度 极限强度 延伸率 弹性模量
/mm 8 厚钢板
12钢筋
8钢筋
6钢筋
/MPa 365 438 383 310
/MPa 523 608 523 456
/%
/MPa
27.3
2.03 ×105
第 26卷 , 第 1期
世 界 地 震 工 程
2010年 3月
WORLDEARTHQUAKEENGINEERING
文章编号 :1007 -6069(2010)01 -0069 -06
Vol.26, No.1 Mar.201 0
不同埋深的钢管混凝土柱脚 -基础锚固 试验研究
表 4 试件位移实测值 Table4 Experimentalresultsofdisplacement
试件
编号 KM1 KM2
uc/mm
实测值Biblioteka 相对值0.761.000
0.95
1.250
uy/mm
实测值
相对值
1.73
1.000
3.88
2.243
ucy/mm
实测值
相对值
2.33
1.000
10.22
4.386
72
世 界 地 震 工 程 第 26卷
埋深的方法对于改善组合构件的锚固工作性能是很有效的 。这主要是由于柱脚埋深增大后 , 混凝土的有效
抗冲切面积变大 , 抗冲切截面有效高度增加 。
2.2 位移
表 4为试件钢管柱根相对基础拔出位移实测值 。表中 :uc为与 Fc对应的拔出位移 ;uy为与 Fy对应的 拔出位移 ;ucy为与 Fcy与对应的拔出位移 ;uu为与 Fu对应的拔出位移 ;ud为试件的弹塑性最大位移 , 为荷载 下降至极限荷载 85%时对应的拔出位移 。
引言
大连国际会议中心建筑面积 14万 m2, 建成后将成为大连市标志性建筑之一 。 大连国际会议中心结构
收稿日期 :2009 -07 -27; 修订日期 :2009 -08 -24 基金项目 :北京市科技重大项目 (D08050603720000);国家自然科学基金项目 (50878007);北京市教委科技计划重点项目
32.1
1.89 ×105
30.6
1.71 ×105
27.5
1.97 ×105
加载系统为一个自平衡体系 。加载装置由 3部分构成 :(1)试验平台与混凝土基础固定连接系统 , 该系 统通过螺栓穿过基础上设置的孔与大型试验台座连接 ;(2)反力梁系统 , 该系统用刚度较大的横梁与柱脚上 端焊接的横梁通过 4根螺杆及小横梁连接 ;(3)加载系统 , 该系统由对称布置的 2个 100t千斤顶组成 , 竖向 千斤顶底座与基础连接 , 竖向千斤顶通过油压驱动活塞上升对水平反力梁施加荷载 。 加载装置见图 2。
(KZ200910005008) 作者简介 :王 金 (1984 -), 男 , 硕士研究生 , 主要从事工程结构抗震研究 .E-mail:wangjin 1230@
70
世 界 地 震 工 程 第 26卷
的竖向承载和水平抗侧力体系主要由数个钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒构成 , 保障核心筒钢管混凝土
uu/mm
实测值
相对值
7.78
1.000
23.42
3.010
ud/mm
实测值
相对值
22.24
1.000
33.35
1.499
由表 4可见 : 与试件 KM1相比较 , KM2的基础开裂位移 、进入弹塑性阶段位移 、基础显著开裂位移 、极限荷载对应位 移 、弹塑性最大位移均显著提高 , 其延性明显增大 ;由于 KM2试件比 KM1试件柱脚埋深增大了 15.9%, 因此 初始抗拔阶段钢管柱的柱身与混凝土基础之间锚固作用相对持久 , 当二者间的锚固作用逐步退化后钢管柱 脚锚板的锚固作用才逐步加大 , 故 KM2试件的基础显著开裂位移比 KM1增大了 338.6%、极限荷载对应的 位移比 KM1增大了 201.0%, 这充分表明加大柱脚的埋深对提高组合试件的延性性能是十分有效的 。 2.3 刚度 表 5为试件钢管从基础中拔出时抗拔刚度的实测值 。表中 :Ko为初始抗拔刚度 ;Kc为与开裂荷载 Fc对 应的抗拔刚度 ;Ky为与进入弹塑性阶段荷载 Fy对应的抗拔刚度 ;Kcy为与基础显著开裂荷载 Fcy与对应的抗 拔刚度 ;Ku为与极限荷载 Fu对应的抗拔刚度 。
1 试验概况
共设计 2个不同柱脚埋深的试件 , 试件均按 1 /5缩尺 。 试件编号分别为 KM1和 KM2。其中 , 试件 KM1 柱脚埋深为 504mm, 试件 KM2柱脚埋深为 584mm, 两者均沿基础高度方向配置 3层水平双向 12@100钢 筋网 。 为了便于加载及固定试件 , 两试件均在周边设置了暗梁 。 2试件的配筋情况见图 1。
王 金 1 , 曹万林 1, 2 , 王立长3 ,张建伟 1, 2
(1.北京工业大学 建筑工程学院 , 北京 100124;2.城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室 , 北京 100124;3.大连市建筑设计研究院有限公司 , 辽宁 大连 116021)
摘 要 :大连国际会议中心结构的竖向承载和水平 抗侧力体系主要由数个钢管混凝 土叠合柱边 框组 合核心筒构成 , 保障核心筒钢管混凝土边框柱与混 凝土基础的可靠锚固性能是其抗 震设计的关 键技 术之一 。 以该工程核心筒边框柱 -混凝土基础 为原型 , 设计 了 2个 不同柱脚 埋深的 1/5 缩尺的 钢管 混凝土 柱脚 -钢筋混凝土基础组合试件 , 并对其进行 了锚固工作 性能试验 。 试 验采用单 向重复荷载 , 重点研 究了柱脚埋深对组合试件的锚固承载力和延性性能的影响 。 试验结果 表明 :增大柱脚埋 深能 有效提高其锚固承载力和延性性能 ;2个试件原型的构造做法均可满足设计要求 , 其锚固是可靠的 。 关键词 :钢管混凝土柱脚 ;混凝土基础 ;锚固性能 ;试验研究 中图分类号 :TU392.1;P315.97 文献标志码 :A
图 1 模型配筋图 Fig.1 Reinforcementofthespecimens
钢管混凝土柱脚由 Q345B级钢板焊接而成 。钢管混凝土柱脚的基础为现浇钢筋混凝土结构 , 混凝土设 计强度等级为 C40, 混凝土实测强度及弹性模量见表 1。 基础水平分布钢筋为 12钢筋 , 基础竖向架立钢筋 为 6 钢筋 , 基础竖向抗拔钢筋为 8钢筋 ;基础暗梁纵筋为 25钢筋 , 箍筋为 8钢筋 。 模型的制作在北京 工业大学结构试验室完成 。钢板及钢筋材料性能实测值见表 2。
ExperimentalstudyonanchorageperformanceoftheCFT columnbaseswithdifferentembeddeddepth
WANGJin1 , CAOWanlin1, 2 , WANGLichang3 , ZHANGJianwei1, 2
(1.CollegeofArchitectureandCivilEngineering, BeijingUniversityofTechnology, Beijing100124, China;2.KeyLabofUrban SecurityandDisasterEngineering, MOE, Beijing100124, China;3.DalianArchitecturalDesignandResearchInstitute, Dalian116021, China)