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型钢混凝土柱中钢柱翼缘开孔分析.pdf
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1、第 3 8卷第 2期 2 0 1 2年 4月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 9 型钢混凝土柱中钢柱翼缘开孔分析 袁 波 , 梁 魏 , 张华刚 , 马克俭 ( 1 贵州大学空间结构研究中心, 贵州 贵阳5 5 0 0 0 3 ; 2 中国联合工程公司, 浙江 杭州3 1 0 0 1 4 ) 摘要: 在实际工程中, 特别是在高层和超高层结构中, 型钢? 昆 凝土柱截面尺寸往往相对于钢筋混凝土梁要大得 多, 有时柱中型钢翼缘甚至比混凝土梁要宽得多 , 这就无法满足钢翼缘不开孔的要求。本文以实际工程中存在的 混凝土梁一型钢混
2、凝土柱的节点为研究对象, 推导了型钢混凝土柱的缺损率公式 , 同时研究钢柱翼缘开孔大小、 孔 间距、 孔边距等参数对型钢混凝土柱中的钢柱翼缘应力分布的影响, 最后, 对工程中常用的开孔翼缘补强方法进行 分析, 得出了补强板的最优板厚。 关键词: S R C柱 ; 钢筋混凝土梁; 缺损率; 应力分布; 最优板厚 中图分类号 : T U 3 7 5 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 9 0 5 An a l y s i s o f s t e e l c o l u mn wi n g wi t h h o l e i n
3、S RC c o l u mn Y U A N B o , L I A N G We i , Z HA N G H u a g a n g , MA K e j i a n ( 1 S p a c e S t r u c t r u e s R e s e a r c h C e n t e r o f G u i z h o u U n i v e r s i t y , G u i y a n g 5 5 0 0 0 3 , C h i n a ; 2 C h i n a U n i t e d E n g i n e e ri n g C o r p o r a t i o n , H
4、a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 , C h i n a ) Ab s t r a c t : I n p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g , e s p e c i a l l y i n h i g h ri s e a n d s u p e r h i g h - r i s e s t r u c t u r e, t h e s e c t i o n o f S RC c o l u mn i s o h e n mu c h b i g g e r t h a n RC b e a m e v e n s o me
5、t i me s w i d t h o f R C b e a m c r o s s s e c t i o n i s o f t e n e v e n s ma l l e r t h a n wi d t h o f s t e e l w i n g o f S RC s t e e l c o l u mn I f w i n g o f s e c t i o n s t e e l c o l u mn n o t h a v e h o l e , i t i s d i fi c u l y t o s o l v e r e i n f o r c i n g b a
6、 rs g o t h r o u g h n o d e of b e a m c o l u mn d i r e c t l y , t h i s p a p e r s t u d y o n n o d e o f R C b e a m S R C c o l u mn w h i c h i s o ft e n e x i s t i n p r a c t i c e n gi n e e ri n g , d e d u c e d s e c t i o n s t e e l c o l o mn d e f e c t r a t e f o r m u l a ,
7、 s t u d y o n p a r am e t e r w h i c h i s s i z e o f h o l e , d i s t a n t o f b e t w e e n h o l e a n d h o l e a n d e d g e o f s t e e l c o l u mn, h a v i n g e ff e c t o n d i s t rib u t e o f s t r e s s o f wi n g At l a s t c a r r y i n g o u t s t u d y o n r e i n f o r c e d
8、 me t h o d o f s t e e l c o l u mn wi n g w i t h h o l e, h a v i n g r e a c h e d t h e o p t i mu m t h i c k o f r e i n f o rci n g b o a r d Ke y wo r d s : S RC c o l u mn; RC b e a m; d e f e c t r a t e ; s t res s d i s t ri b u t e 0 前 言 对此做了分析和讨论。 在实际工程中, 特别是在高层和超高层结构中, 很多时候会采用型钢混凝土柱一
9、混凝土梁的结构形 式 , 通常型钢混凝土柱截面尺寸相对 于钢筋混凝土 梁要大得多, 有时柱 中型钢翼缘甚至 比混凝 土梁要 宽得多, 这个时候要是 昆 凝土梁上下纵筋要连续穿 过柱就显得非常困难 , 因而不得不在柱中型钢翼缘 上进行开 口。但 是 型 钢混凝 土组合结 构技 术规 程 中规定 : “ 设计上应减少梁纵向钢筋穿过柱内 型钢柱的数量 , 且不宜穿过型钢翼缘” 。可是 , 在无 法避免而又必须开孔时 , 就不得不采取开孔方式 , 那 么, 开孔对节点的影响及开孔率为多少为宜, 本论文 收稿 日期 : 2 0 1 1 - 0 3 1 4 作者简介 : 袁波 ( 1 9 7 4一), 男
10、 , 四川遂 宁人 , 博士 ( 后 ) , 副教授 , 硕 士生导师 , 研究方向: 多高层建筑结构与工程结构防灾减灾。 基金项 目: 国家 自然科学基金项 目( 5 0 9 6 8 0 0 4 ) E ma i l : s u p e r y u a n b o 1 6 3 c o rn 1 钢梁全塑性弯矩 Y B 9 0 8 2 9 7 钢骨混凝土结构设计规程 在条 文说明中指出 : 当有某种情况而不能避免型钢翼缘 上 的纵筋贯通孔时, 必须将型钢截面的缺损率控制 在 2 0 限度内, 且应保证在型钢达到全塑性弯矩以 前不发生破 坏。本文通过对实腹梁 的受力状态分 析 , 来研究翼缘的开
11、孔问题 , 因为其理论可引申到型 钢混凝土柱中。 在外力作用下 , 实腹梁的截面发展过程分为弹 性、 部分塑性和塑性 3个阶段 。在弹性阶段, 梁截 面上各点正应力均小于屈服点 , 而当截面最外边 缘的应力达到屈服点 , v 时所处的状态为弹性 阶段 的极限状态 ; 之后 , 随着外力的逐渐增加梁截面进入 部分塑性阶段 , 即截 面上部分点应力同时达到屈服 点 , 其余点均小于厂 v ; 当整个截面进入全塑性阶段 时, 截面上所有点的应力均达到屈服点 , 形成塑性 1 0 四川建筑科学研究 第 3 8卷 铰 , 此时 , 梁截面达到极 限承载力 , 所能承受 的弯矩 为极限弯矩, 即全塑性弯矩
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