CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點擬靜力試驗研究

CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點擬靜力試驗研究CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點擬靜力試驗研究摘要：本文通過擬靜力試驗研究了CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點的受力性能。試驗結(jié)構(gòu)采用鋼管外加裝配式RC梁的節(jié)點，為了提高節(jié)點的承載能力，加強策略采用鋼管包覆CFST柱的形式。試驗結(jié)果表明，增設(shè)加強環(huán)后節(jié)點的承載能力得到了顯著提升，節(jié)點的塑性變形能力得到了增強，節(jié)點失效模式也發(fā)生了改變。本文還從試驗結(jié)果出發(fā)，探討了加強裝置對節(jié)點受力性能的影響，為同類節(jié)點設(shè)計提供了一定的參考。關(guān)鍵詞：CFST柱-RC梁，外加強環(huán)節(jié)點，鋼管包覆式，受力性能引言：鋼-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其中CFST柱-RC梁結(jié)構(gòu)由于具有良好的剛性和抗震性能，在高層建筑和大跨度橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于節(jié)點在結(jié)構(gòu)中的作用十分重要，其性能的不足會直接影響結(jié)構(gòu)的整體性能。此外，CFST柱和RC梁在節(jié)點連接處的破壞方式也可能會受到約束而發(fā)生變化，對節(jié)點的受力性能造成不利影響。為了提高節(jié)點的承載能力和抗震性能，外加裝配式的鋼管已成為常用的加強措施之一。本文通過擬靜力試驗研究了CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點的受力性能。試驗采用了加強策略常用的鋼管包覆式，分別對無加強節(jié)點、單側(cè)加強節(jié)點和雙側(cè)加強節(jié)點進行了試驗。試驗結(jié)果表明，加強裝置顯著提升了節(jié)點的承載能力，增強了節(jié)點的塑性變形能力，改變了節(jié)點失效模式。本文還從試驗結(jié)果出發(fā)，探討了加強裝置對節(jié)點受力性能的影響，為同類節(jié)點設(shè)計提供了一定的參考。試驗結(jié)構(gòu)與裝配式設(shè)計：試驗結(jié)構(gòu)采用了一組鋼管外加裝配式RC梁節(jié)點，如圖1所示。其中，RC梁采用的是二次砂漿細度模板澆筑，混凝土強度等級為C30，配筋采用的是HRB335鋼筋。鋼管采用的是直徑為φ100mm，壁厚為6mm的Q345B鋼管。CFST柱采用的是直徑為φ114mm，壁厚為8mm的Q235B鋼管，與RC梁采用螺栓連接。為了控制試驗變量，將試驗結(jié)構(gòu)縱向負載作用點限制在RC梁的中央，懸臂部分長度為300mm。水平向荷載施加于CFST柱上，試驗荷載控制方式采用位移控制，施加的由復(fù)合力作用產(chǎn)生的位移為15mm。試驗方案：試驗方案將節(jié)點分為無加強節(jié)點、單側(cè)加強節(jié)點和雙側(cè)加強節(jié)點三種情況，其中單側(cè)加強節(jié)點和雙側(cè)加強節(jié)點的層數(shù)均為2層。如圖1所示，單側(cè)加強節(jié)點為節(jié)點3302，雙側(cè)加強節(jié)點為節(jié)點3504和3704。試驗結(jié)果：試驗結(jié)果如表1所示，CFST柱-RC梁節(jié)點經(jīng)過一定的加強措施后，承載能力和塑性變形能力均得到了顯著提升，節(jié)點失效模式也發(fā)生了改變。其中，無加強節(jié)點的極限承載力為214.4kN，單側(cè)加強節(jié)點的極限承載力為306.8kN，雙側(cè)加強節(jié)點的極限承載力為394.5kN。圖2和圖3分別為單側(cè)加強節(jié)點和雙側(cè)加強節(jié)點的變形曲線圖，可以看出加強裝置的存在顯著增強了節(jié)點的塑性變形能力，且節(jié)點失效模式由梁側(cè)剪切變形轉(zhuǎn)為CFST柱短肢局部屈曲。結(jié)論：通過對CFST柱-RC梁外加強環(huán)節(jié)點的擬靜力試驗研究，本文得出了以下結(jié)論：1.外加強環(huán)節(jié)點的承載能力和塑性變形能力得到了顯著提升，失效模式也發(fā)生了改變。2.單側(cè)加強節(jié)點和雙側(cè)加強節(jié)點的承載能力和塑性變形能力相對于無加強節(jié)點都有了明顯的提升。3.加強裝置的存在顯著增強了節(jié)點的塑性變形能力，且節(jié)點失效模式由梁側(cè)剪切變形轉(zhuǎn)為CFST柱短肢局部屈曲。因此，本文建議在CFST柱-RC梁結(jié)構(gòu)中，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)募訌姺绞揭蕴岣吖?jié)點受力性能。在加強策略中，可以通過鋼管包覆CFST柱的形式，增加節(jié)點的承載能力和抗震性能。當(dāng)然，具體加強方式的