SC梁与CCSHRC柱端板螺栓连接节点试验.pdf

第 31 卷第 2 期 2014 年 6 月 建筑科学与工程学报 J ournal 0f A rchi tecture and C i vi 1 Engi neeri ng V o 1 31 N O 2 Jun e 20 14 文章 编号 1673 2049 2014 02 0051 06 0 SC 梁 与 C C SH R C 柱端板螺栓连接节点试 验 张兴虎 马 国文 马宏伟 姜 维山 西安 建筑科技大学 土木 工程 学院 陕西 西安 710055 摘要 为了验证钢与混凝土组合 梁 SC 梁 与 高强复合连续螺旋箍约束钢 筋混凝 土柱 CC SH R C 柱 节点 的 受力机 理及 抗震 性 能 对足 尺 的端 板 螺 栓连 接 的 SC 梁 与 CC SH R C 柱 节 点 试 件进 行 了 低 周反 复荷 栽试验 对 节点 的抗 震 受剪承 载 力进行 了分 析 并根据 试验 结 果得 到 了节点核心 区抗震 受剪承载力的计算公式 结果表 明 组合节点受力合理 破 坏前 梁端形成 明显的塑性铰 同时由于 高 强螺栓 预压 力 的存在 以及 钢板 箍 的约 束作 用 使 得核 心 区混凝 土 处于三 轴受压 应 力状 态 抗震 受 剪承载力显著提 高 大大改善 了节点区的抗剪能力 同时也增 大了节点的刚度 所得抗震受剪承栽 力 的计 算公 式可供 实际工程 参 考 关键 词 SC 梁 C C SH R C 柱 螺栓 连接 节 点 抗 震 受剪承 栽 力 低周反 复荷载试 验 中图 分类 号 T U 398 9 文献标 志 码 A E x p eri m en t o n E n d P la te B olted C on n ecti o n N o d e o f S C B eam a n d C C S H R C C olu m n Z H A N G X i n g h u M A G u o w en M A H ong w ei JIA N G W ei sh an S cho ol of C i v i l E n g i n eeri n g X i an U n i v ersi ty of A rch i tectu re an d T ech n olo g y X i an 7 100 55 S h aanx i C h i n a A bstract In order to vali date m echan i cal pro perty an d sei sm i c b ehavi or of the steel and con crete com posi te beam s SC beam w i th co n ti n uo us co m po u nd spi ral hoo p rei n fo rced con crete colu m n C C S H R C no de th e low cycli c load i ng tests o f fu ll scale en d p late bolted con necti on n ode of S C b eam an d C C S H R C co lum n sp eci m en w ere carri ed ou t S ei sm i c sh ear beari ng cap aci ty o f nod e w as analyzed M eanw hi le the form ulae of sei sm i c shear beari ng capaci ty of joi nt core w ere o btai ned accordi ng to th e ex peri m ent results R esuh s sho w th at com b i n ed nod e force i S reaso nab le an d the clear plasti c h i ng e i s fo rm ed at b eam end before fai lu re at th e sam e ti m e du e to the p resen ce of h i gh stren gth bo lt p reloadi ng an d steel p late h oop co nstrai n t fu n cti o n the co re con crete i s i n com plex stress state the sei sm i c shear beari ng capaci ty i s i m proved si g ni fi can tly th e sei sm i c sh ear cap aci ty o f the n od e dom ai n i s greatly i m pro ved an d the sti ffn ess of nod e i s i n creased T h e form u lae of sei si m i c shear beari ng capaci ty can be used for referen ce i n th e p racti cal en gi n eeri n g K ey w ord s S C b eam C C S H R C colu m n b o lted co nn ecti o n nod e sei sm i c shear b eari n g capaci ty lO W cy cli c lo ad i ng test 引 随着现代工业的迅速发展 工业化大生产 已进 入 了各行各业 建筑工业化也同样不可避免 所谓 建筑工业化 就是用工业化 的生产方式来生产建造 工业和民用建筑 它不断地改变着传统施工作业的 收稿 日期 20 14 03 07 基金项 目 国家 自然科学基金项 目 10572107 河北省科技计划项 目 2011188 作者简介 张兴虎 1956一 男 陕西凤翔人 教授级高级工程师 E m ai l zhangxi nghu 126 corn 言 目 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 52 建 筑科 学与 工程 学报 2014 亟 建造 方式 施工 工艺 和人们 的观 念 并 且是 建筑 业科 技和发展水平的标志 是 中国建筑业的发展方向口 装配 式结 构必然 会成 为 中国建筑 业发 展 的方 向 之一 这是 工业 化 发 展 的必 然 结 果 然 而 通 过对 地 震震害的调查发现 装配式结构 的节点连接性能在 反复荷载作用下的可靠性较差 难 以满足对抗震性 能的要求 因此在地震 区的使用受到很 大限制 为 提高结构的整体抗震性能 针对这个薄弱环节 需要 对装 配式结 构 的节点 抗震 性能进 行研 究 装 配式 结 构体 系 节点 的构 造形 式 繁 多 实 际工 程 中端板螺 栓 连接组 合节 点应用 较 为广泛 端板 螺 栓连接组合梁一 混凝土柱结构作为装 配式结构 的一 部分 既具有组合结构共有的优越性 也具有其 自身 特性 这种 结构 最 大 特点 是 避 免 了 现 场焊 接 安 装 速度 快 施 工性 能好 由于钢一 混 组合 结 构 是今 后 多高层建筑应用的主要结构形式之一 端板螺栓连 接组合梁一 混凝土柱组合结构无疑具 有很 高的工程 应用 价值 目前各 国尚未系统地对组合梁一 高强复合连续 螺旋 箍约束 钢筋 混 凝 土柱 组 合 节 点进 行 研 究 节 点 抗震受剪承载力 的计算公式也没有统一 本文 中笔 者进行 了 SC 梁 与 C C SH R C 柱 节 点 的低 周 反 复 荷 载试 验 以研究 其受力 性 能和抗 震受 剪承 载力 1 试验概述 1 1 试 件设计 试验试 件 采用 2 个 足尺模 型 另 外 为研究 节点 核心 区在 高轴压 比情 况下 的工 作 性 能 又设 计 了核 心 区的补 充 试 件 LJD B 各 试 件 参 数 如 表 1 所 示 具体尺寸及构造见图 1 其中 d 为螺栓直径 表 1 试件参数 T a b 1 P aram eters of S peci m ens C C S H R C 柱 SC 粱 节点核心 区 试件 跨度 层 高 编号 长度 宽度 宽度 高度 钢板箍厚 螺栓 m m 度 ra m 型号 I D10 1 3 3OO 3 250 400 40O 38O 4 5O 6 8 M3O LD JO2 3 3OO 3 25O 4OO 40o 38O 450 6 8 M 3O L D JB 15O 15O 4 4 M 2O 1 2 试 件 的材性 组合节点所用的钢筋 钢板的材性如表 2 所示 梁 柱混凝土的强度实测值如表 3 所示 1 3 加载 装置 试验采用柱端施加水平荷载的方式 加载装置 如图 2 所示 柱上端竖向力的加载采用双层平面滚 轴系统和顶部可转动的油压顶 柱下端采用空间球 甄 墨 lI ln 寸 IOQ 一 一 l 3 4 5 4 0 0 l 3 4 5 J 00 a 试件 尺 寸 b 梁 截面 1 1截 面 c 下翼 缘截 面 d 侧立 面 图 1 试件尺寸及构造 单位 m m F i g 1 Di m ensi ons a nd COn fi gu ra ti ons of Speci m ens U ni t m m 表 2 钢 材的材料 性能 Tab 2 Materi a l P roperti es of Steel 材料类型 钢筋 钢板 直径 板厚 ra m 12 25 4 6 屈服强度 M P a 424 6 4 15 8 327 5 36 4 5 极限强度 M P a 597 O 580 9 494 9 52 6 7 弹性模量 G P a 177 173 172 185 延伸率 19 17 23 25 表 3 混凝土的材料性能 T a b 3 M a teri al P roperti es of C o ncrete 试件编号 柱混凝士强度 M P a 梁混凝 土强度 M P a L JD01 39 2 23 3 LJD 02 39 2 23 3 U D B 39 2 l I 反 器停感器 平面滚轴系鲺 力 门 导 墙 ll lr 架 J 专感 试件 感 链 杆 窄 间 球 磨杆 图 2 试 验 加 载 装 置 Fi g 2 Test L oad i n g E q ui pm en t 铰 柱端水平荷载由电液伺服加载系统施加 1 4 加 载制 度 根 据 建 筑 抗 震 试 验 方 法 规 程 JG J 101 96 3 中的规定制定本次试验 的加载制度 试件屈 服前采用荷载控制并分级加载 试件屈服后采用位 移控制 位移值采用屈服时试件 的最大位移值 并以 幸 土 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 2 期 张兴虎 等 SC 梁与 C C SH R C 柱 端板螺 栓连接 节点试验 53 该位移的倍数 为级差进行控制 加载 在荷载一 位移 混合控制加载中 最终的屈服荷载以力 位移滞回曲 线上 的拐点来确 定 开裂荷载 以人 工观察来确定 加载制度见 图 3 其 中 为 1 倍 屈服位移 为 1 倍屈 服 荷载 正向位移 正向荷载 4 u 3u 2u 0 0 0 2u 一 3 一 4 负 向位 移 负 向荷 载 图 3 加 载 制 度 F i g 3 Load i n g System 1 5 测 点布 置 应变 片主 要记 录试 件某 个部 位在 整个 加 载过程 中应变变化的全过程 本试验应变片主要布置在靠 近节点的钢梁翼缘和腹板 节点核心区的螺栓上 具 体 布 置见 图 4 为 了测定 试件 在 加 载过 程 中 的变形 和节点核心区的转角延性 剪切延性 在试件上布置 相 关 位移 计 和百分 表 应 变 片 三 a 平 面 b 立 面 图 4 应 变 片 布 置 F i g 4 S trai n G a uge A rran gem ents 2 试 件破坏过程 对 试 件 LJD做 2 组 试 验 第 1 组 研 究 试 件 JLD 01 在不受轴力作用 仅受柱端横向力作用时 的 性能 对第 2 组试件 JL D 02 施加 1 200 kN 的轴 向 力 再研 究 柱在 此情 况 下 受 低 周 反 复荷 载 时 的受 力 性 能 1 在第 1 组试件 LJD 01 试验 中 对螺栓施加 较小的预拉力 使 螺栓的拉应 变保持在 2 10 左 右 当水平作动器 内力为推 85 kN 时 组合梁承受 负弯矩一侧 出现与其轴线垂直的裂缝 当水平荷载 为拉 100 kN 时 另一侧 也 出现相 同性 质 的裂缝 当水平荷 载为 125 kN时 组合 梁 出现 大量 裂缝 在之后的荷载循环过程 中 相继 出现组合梁翼缘在 受压时屈曲 受拉时又重新被拉直 的现象 组合 梁 的腹板也出现屈曲的现象 2 在第 2 组 试 件 LJD 02 试 验 中 为 避免 出 现 端 板 与柱接 触 面的 张开 现 象 加 大 了 对螺 栓 的预 拉 力 使 螺栓 的初 始 拉 应 变 保 持 在 8 10 左 右 当 水平作动器 内力为推 110 kN 时 组合梁承受负弯 矩 一侧 出现 与其 轴线垂 直 的裂缝 当水平荷 载为 拉 180 kN 时 组合 梁翼 缘 出现 在 受 压 时 屈 曲 受 拉 时 又重 新 被 拉 直 的 现 象 当 水 平 荷 载 为 拉 225 kN 时 组合梁一侧的端板加劲肋出现焊缝撕裂 组合梁 混凝土被压缩大片剥落 最后组合梁下翼缘被拉断 柱头有很大的水平位移 停止试验 3 在 模拟 节点 核心 区试件 LJD B 试 验 中 在 受 800 kN 的轴 向力作用 下 试件 LJD B 没 有 任何 破 坏 征兆 然后 对试 件施 加往 复 的水 平荷 载 当水平荷 载 为 100 kN 时 试件处 于弹性 阶段 当水平荷载为 200 kN 时 试 件水平 变形 增大 钢板 箍有 压 屈现 象 最后 由于基座 处混凝 土 的开裂停 止 试验 试件 LJD 02 的柱顶水平荷 载一 层 间位移滞 回曲 线如图 5 所示 在柱脚增加钢板箍约束来避免混凝 土局部被压碎 保证 了柱底的铰接 同时螺栓的预拉 力 比较 大 防止 了端 板 与柱 表 面 的张 开 从 图 5 可 以看 出 在峰值 荷 载后整 体 承载力 下降很 小 屈 服后 曲线没 有捏缩 现 象 同 时在 屈 服 后相 同位 移 下 的循 环中承载力下降很小 滞 回环始终饱满稳定 整个曲 线 呈理 想 的梭 形 具有 良好 的耗能 性能 图 5 试 件 L ID 02 滞 回 曲线 F i g 5 H ystereti c C urves o f Sp eci m ens LJ D 02 3 节点核心 区抗震受剪承载 力 3 1 节 点各 部分 抗剪贡 献 根据 震 害 调查 和 试验 研 究 可 知 节 点 一般 都 是 发生剪切破坏 因此节点的抗震承载能力计算主要 是进行节点抗剪计算 SC 梁与 C CS H R C 柱节点 中 由于高强螺栓预压力的存在以及钢板箍 的约束 作用 使得核心区混凝土处于复合受力状态 抗震受 剪承载力显著提高 因此混凝土承担的剪力 比钢筋 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 54 建 筑科 学与 工程 学报 2014 生 混凝土节点混凝土承担的剪力有所提高 本文中把 节 点 的抗剪 贡献 分为混 凝 土 钢板 箍 箍 筋 和轴压 力 的贡献 3 1 1 混凝 土的贡 献 在 组合 结 构 标 准节 点 中 整个 节 点 区 的混 凝 土 根据受约束的不同可 以分成 2 个部分 节点 内部混 凝 土 机 构 和 节 点 外 部 混 凝 土 机 构 SC 梁 与 C C S H R C 柱节点中由于高强螺栓预压力 的存在 以 及钢板箍的约束作用 使核 心区混凝土承担 了大部 分 的剪力 根 据 相 关试 验 及 理论 分 析 节 点核 心 区形 成 斜 压杆 核心区开裂前 由于梁 柱端弯矩传递到节点 区的压力作用 沿核心区对 角线方 向形成混凝土受 压带 并在 受压 带边 缘 垂 直 受压 带 长 度 方 向产 生 拉 应力 随着 荷载 增加 沿节 点 对 角 线产 生 斜 裂 缝 在 斜裂 缝之 间形成 混 凝 土斜 压 杆 其 抗 剪 机 理 是斜 压 杆受压机理 这与钢筋混凝土节点相似 但是由于箍 筋和螺栓 以及端板 的约束作用 使其受剪承载力 比 钢筋混凝土节点中的混凝土大得多 在梁端弯矩 M h 和剪 力 作用 下 其受 力 模 式 如 图 6 所 示 其 中 为斜 压杆 与水 平 方 向 的 夹 角 H为 宽 度 可 表 示 为 节点核心 区对 角线 的长 度乘 以某 一 比值 0l H h 为柱截面高度 h 为梁截面高度 m 图 6 节 点 核 心 区 混 凝 土 斜压 杆 受 力模 式 F i g 6 Con crete Ob li q u e Com pressi on B ar S tress P a ttern i n Joi nt C ore 节点核心区混凝土的承载力 由混凝土斜压杆的 抗 压强 度决定 斜 压 杆 的水 平 分 力 即混 凝 土 抗 剪 贡 献 混凝土斜压杆的方向和宽度与节点受 的压力 弯矩有关 当节点受到轴压力作用 时 其核心受压 范 围较不受 轴压 力 作 用节 点 范 围大 故 斜 压杆 的宽 度较 大 承载力也 较 大 6 节点核心区混凝土 的抗震受剪承载力 可以 用下 式表 示 一 f cbi H cos 0 1 式 中 厂 为混 凝 土抗 压 强 度 bj 为 节 点 截 面 宽 度 d 为混凝土斜压杆的等效宽度 一 般 情况 下 节 点截 面高 度 hi 等 于柱 截 面高 度 h 梁截面高度 h 可表示为柱截面高度乘以某一 系 数 写成 h ph 一ph 则 H a 以 矗 一口 1 h 2 令特定系数 7 a 1 cos O 则混凝土的抗 震受 剪 承载力 为 V 一rf bi h 3 y 综合反映了节点核心区混凝土在各种约束下 的抗剪作用 根据各国试验资料并进行相关 回归分 析 得 出混凝 土抗 剪影 响系数 建议值 为 y一0 18 综 上所述 本 文 中建 议 组合 SC 梁 与 C C SH R C 柱结构节点中混凝土的抗震受剪承载力计算公式为 V 一0 18f ob h 4 3 1 2 钢板箍 的贡献 端板钢板箍主要传递翼缘和腹板 的挤压力 侧 面钢 板箍 主要抗 剪切 受力 状态 和 R C S 结 构 中 的钢 梁腹板一样 剪压复合应力状态 另外 本文的试验 结果 和各 国试验 研究 结 果 表 明 侧 面 钢板 箍 在 节 点 破 坏 时 应 力达 不到屈 服强 度 日本建筑 学会 规定 钢 板箍的抗震受剪承载力计算 中将其乘以系数 0 5 进 行折减 故建议 钢板箍 的抗震受剪承载力 按下 式计 算 V b 一 h 厂 5 U 式中 为钢板箍单向拉伸屈服强度 t 为钢板箍 厚度 h 为钢板 箍长 度 3 1 3 箍 筋的贡 献 在 普通 的钢 筋混 凝 土结 构 节 点 中 节点 区箍筋 的基本作用是直接参与抗 剪 约束节点核心区混凝 土 和防 止柱 中纵筋 压 屈 它 对 提 高节 点 的抗 震 性 能 起着重要 的作用 因此无论在施工还是使用期间 节 点 区箍 筋都是 不 可缺少 的 相 关试 验 中指 出 在 SC 梁 与 CC S H R C 柱节 点 中 节 点 区箍 筋 屈 服 较 晚 不 过在极限状态时 节 点 区箍筋仍能够 屈服 在 SC 梁与 C C SH R C 柱节点 中 由于设 置 的一些节点 构 造措施如钢环箍等对节点区混凝土提供 了非常有效 的约束作用 从而代替了箍筋的作用 故笔者建议不 考 虑箍 筋对抗 震 受剪 承载力 的贡 献 3 1 4 轴 压 力 的 贡 献 轴 压力对 节点抗 震受剪承载力也有一定 的影 响 轴压力的存在使得核心区混凝土增加了某一个 方向的约束 从而抑制了混凝土裂缝的出现和开展 对提高节点的抗裂度与抗震受剪承载力有利 但是 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 2 期 张兴虎 等 SC 梁与 C C SH R C 柱端板螺栓连接节点试验 55 较大的轴压力 将加重 SC 梁与 CC SH R C 柱节点 中 核心区内混凝土斜压杆的负担 尤其 是当节点剪压 比和轴压比两者都较大时 轴压力对 节点后期受力 极为不利 将会使节点的延性 降低 尽管较小 的轴 压力 对抗 震 受剪 承 载力 的作 用 是 有 利 的 但 是 框 架 柱在地震作用时轴压力会发生变化 由于总弯 曲的 作用 有 的边 柱 的轴力 会 减少 在 高层建 筑 中亦有 可 能变为受拉 所以抗震设计时 应当考虑其对抗震的 不利 状 态 因 此 本 文 中建 议 SC 梁 与 CC S H R C 柱 节点抗震设计时抗剪计算公式不把轴压力作为有利 因素即考虑混凝土作用 非抗震设计 时可考虑轴压 力 的影响 其计算公式为 V N 0 0 56N 6 式中 N 为柱轴压力设计值 3 2 节点核心区抗震受剪承载力计 算值 与试验值 对 匕 综上所述 本文中提 出节点区的抗震受剪承载 力计算公式为 V 一0 18fo j h f ya 7 U 足 尺试 件试 验 中所测 节点 核 心 区的剪 力及 按本 文中建议公式计算所得抗震受剪 承载力见表 4 由 表 4 可知 按本文中建议公式计算 的抗震受剪承载 力较试验值大 这是合理的 因为足尺试件试验中发 生 的是 梁铰 破坏 并 非节 点核 心 区 的剪 切破 坏 因此 足尺试件节点核心区抗震受剪承载力计算值要 比试 验值偏大 表 4 足尺试件抗震 受剪承载力计算值与试验值对 比 T a b 4 C om p ari son of S ei sm i c S hear C ap aci ty Betw een Calcu lati o n Values an d Exp eri men t Values of F ull S cale S peci m ens 试件编号 承载力试验值 S kN 承载力计算值 T kN TS一 1 LJD O l 1 375 8 1 381 5 1 00 4 UD 0 2 1 434 2 1 448 7 1 0 10 4 构件设计 4 1 高强螺栓的预拉力 高 强 螺栓 的预 拉 力是 要 高 强 螺栓 杆 预 拉 伸 利 用高强螺栓杆的预拉伸 使被连接构 件之间压 紧而 产 生静摩 擦 力来 传递 剪力 预 拉力 对节 点 刚度 的影 响比较大 在较大 的预拉 力作用下 节点 刚度 比较 大 节点可以很好地使钢梁与混凝 土柱 的变形保持 一 致 其夹角始终保持 90 不变 因而可以按刚性组 合 节点 考虑 A ISC 1999 和 E urocode 3 1993 规 范 中均取 预拉 力 P 一0 7A f 其 中 A 为 有 效截 面 面 积 u为极限强度 日本规范中的取值亦与 钢构造 限界状态设计指南 相仿 在钢结构 中 进行端板螺 栓连接设计时 施加预拉力 P 0 6A f 节点属于 半刚性节点 在组合 梁一 混凝 土柱 框架 结构 中 节 点 区混凝 土 采用 钢板箍 包 围 初 始 刚度有较 大提 高 与钢结构 有 较大 区别 关键 在于 预拉力 的大 小 以下 2 组不 同 的 预拉力试验数据可 以说明预拉力对 节点刚性 的影 响 试验数据对 比见表 5 在节点试验 1 中实际有 效 应 力 与极 限强度 厂 比为 0 61 直 至 0 5P P 为节点极限荷载 时节点为刚性 如图 7 a 所示 在 节点试验 2 中实际有效应力 与极限强度 厂 比为 0 68 直至 0 68P 时节点为刚性 如图 7 b 所示 试 验 结果 表 明 节点 试 验 2 的 刚性 区段 荷 载达 到 应 用弹性理论分析框架的极 限状态时荷载 故预拉力 P 0 7A f 时 节点可 以按 刚性 节点设 计 表 5 螺栓杆预拉 力比较 T a b 5 C om p ari son of B o lt P retens i on 螺栓 预拉力 有效截面面积 实际有效应 极限强度 型号 P kN A e m m 力 ofM P a M P a o M 2 Z 2 0 9 7 9 3 0 3 6 9 2 3 8 1 12 8 0 6 1 M 3 0 3 9 1 O 0 5 6 1 6 9 6 9 7 1 0 26 0 6 8 80 0 60 0 4 0 0 Z 2 0 0 0 2 O O 一 4 0 0 6 0 0 图 7 螺 栓 杆 预 拉 力一 位 移 关 系 F i g 7 Relati ons of Bolt P reten si on an d Di sp lacem ent 考虑拧紧螺栓时 预拉力 P 除使螺栓杆产生拉 应力外 还使螺栓杆产生剪应力 在正常施工条件 下 即螺母的螺纹和下支撑面涂黄油润滑剂的条件 下 或在原润滑剂未干的情况下拧紧螺栓时 根据试 验结果对应力 的影响系数可取为 1 2 考虑螺栓 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 56 建筑科 学与工程 学报 2O14 血 材质的不均匀性 引进一个折减系数 0 9 施工时 为 了补 偿 螺 栓 预 应 力 的 松 弛 一 般 超 张 拉 幅度 为 5 10 因此 采用 一 个 超 张 拉 系 数 0 9 由予 以螺栓 的抗拉 强度 为准 为安全 起见 再考 虑一 个附 加安 全 系 数 0 9 考 虑 端 板 高强 螺 栓 节 点成 为 刚 性节点需要在不利外荷载作用下端板与柱面始终压 紧 同时 考 虑 混 凝 土 徐 变 损 失 故 增 大 预 拉 力 1 2 倍 这样高强螺栓预拉力 P 为 P 一0 729f A 8 式中 对螺栓 8 8 级 取 f 830 M P a 对螺栓 10 9 级 取 f 1 040 M Pa P 一0 7A 4 2 端 板厚度 高强 螺 栓端 板 连接 是 钢结 构 常 用 的连 接 形式 通 常采 用 T 型构 件 模 型 设 计 理 论 进行 端 板 和 螺 栓 设计 T 型构件连接在外力作用下 高强螺栓承受 拉力 T 型构 件受 力 后 由于翼 缘 发 生 弯 曲变 形 而 形 成杠杆作用 撬力作用 撬力使得螺栓拉力变大 对 节点强度和性能产生不利影 响 当翼缘较厚时 螺 栓相对 较弱 在受 力 过 程 中螺 栓 达 到极 限抗 拉 强 度 而拉断 T 型构件翼缘仍处在弹性范围 弯曲变形很 小 撬力可忽略不计 螺栓受力 的计算模型见图 8 其 中 F 为 水 平 荷 载 n 为 螺 栓 中心 至 焊 缝 边 缘 距 离 N 为螺栓受拉承载力 M 为翼缘板截面塑性弯 矩 其 公式 为 a 受 力模 型 b 隔离 体 图 8 计算模型 Fi g 8 Calcu lati o n Mod el N 口一 2My 9 1 M 一 f b 2 t2pf 1o 式 中 t 为 端板厚 度 b 为端 板宽度 联立 式 9 10 用钢 材 设 计 强 度 厂代 替 屈 服 强度 即得到端板厚度的计算公式为 僭 11 5 结语 1 SC 梁 与 C C SH R C 柱 端板 螺 栓 连 接 节 点具 有较大的承载力和较好 的延性 是一种合理 的节点 形 式 2 由于高强螺栓预压力 的存在 以及钢板箍的 约束作用 使得节点区混凝土开裂较少 大大改善了 节 点 区的抗 剪能 力 同时也能 提高 节点 的刚度 3 提 出的节 点 核 心 区抗 震 受剪 承载 力 计算 公 式 可供 工程 实 际参 考 参考 文献 R e feren ces 1 严薇 曹永 红 李 国荣 装 配式结 构体 系的发展 与建 筑工业化 J 重庆建筑大学学报 2004 26 5 131 13 6 Y A N Wei C A O Y ong h on g l 1 G u o ron g D evelop m ent o f A ssem b ly typ e R C Structure and B u i ld i n g In dustri ali zati on J Journal of C hongqi ng Ji anzhu U ni versi ty 200 4 26 5 13 i I3 6 2 马宏伟 组合梁与连