三种不同桁架形式的钢筋模块化节点性能研究.pdf
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1、第 51 卷 2023 年 第 2 期广州建筑 GUANGZHOU ARCHITECTUREVol.51 No.2,2023三种不同桁架形式的钢筋模块化节点性能研究三种不同桁架形式的钢筋模块化节点性能研究邹科1,暴 伟1,娄卫校2(1.广州大学土木工程学院,广州 510006)(2.上海拜创建筑工程(集团)有限公司,上海 201112)摘要摘要:为解决地下结构侧墙-底板节点钢筋构造复杂、施工周期长等问题,提出 3 种以不同构造的钢筋桁架为子样,通过分布钢筋相连接的钢筋模块化节点形式,利用 ABAQUS 软件建立分析模型,研究其节点变形能力、节点受拉损伤演化、关键截面钢筋应力间差异。研究结果表明
2、:节点初始裂缝出现时刻均为节点转角为 0.001 时,4 个模型节点初始受拉损伤位置及程度基本相同,当节点转角达到 0.01 时,仅 MK-C0 模型节点损伤较大,MK-CD0、MK-D0 模型损伤程度与 BZ-0 模型基本一致,MK-CD0、MK-D0 钢筋模块化节点能达到与 BZ-0 钢筋绑扎节点基本相同的节点损伤演化规律;3 种钢筋模块化节点初始转角刚度与传统钢筋绑扎节点相差仅 0.43%、2.14%、1.28%,开裂荷载仅相差 0.46%、5.01%、2.28%,极限荷载相差 3.39%、4.87%、2.54%,均在 5%以内,表明钢筋模块化节点能达到钢筋绑扎节点一致的节点变形能力与承
3、载能力;MK-CD0、MK-D0模型在各加载阶段关键截面钢筋应力与 BZ-0 模型较为吻合,MK-C0 模型在达到极限荷载前也能较好吻合,超过极限荷载后MK-C0 模型节点变形较大,关键截面钢筋应力与 BZ-0 模型相差较大。关键词关键词:桁架形式;有限元分析;钢筋模块化中图分类号中图分类号:TU391文献标识码文献标识码:A文章编号文章编号:1671-2439(2023)02-013-04作者简介作者简介:邹科(1992),男,硕士研究生,主要从事钢结构抗震方向的研究工作,E-mail:。StudyonPerformanceofReinforcedModularJointsWithThree
4、DifferentTrussFormsZOU Ke1,BAO Wei1,LOU Wei-xiao2(1.School of Civil Engineering,Guangzhou University,Guangzhou 510006)(2.Shanghai Baichuang Engineering Group Co.,Ltd.,Shanghai 201112)Abstract:Tosolvetheproblemsofcomplexsteelstructureandlongconstructionperiodofthesidewall-floorjointsofundergroundstru
5、ctures,threetypesof steel barswith different structuresof steel trusses are proposedand connected bydistributed steel bars Modular joint form,usingABAQUSsoftwaretoestablishananalysismodeltostudythejointdeformationcapacity,jointtensiledamageevolution,andthedifferencebetweenthestressofthekeysectionrei
6、nforcement.Theresearchresultsshowthat:thelocationanddegreeofdamagearebasicallythesame.Whenthejointanglereaches0.01,onlythejointsoftheMK-C0modelhavegreaterdamage.ThedamagedegreeoftheMK-CD0andMK-D0modelsisbasicallythesameasthatoftheBZ-0model.ModularjointscanachievethesamejointdamageevolutionlawasBZ-0s
7、teelbarbindingjoints;theinitialcornerstiffnessofthethreetypesofsteelbarmodularjointsisonly0.43%,2.14%and1.28%differentfromtraditionalsteelbarbindingjoints,andthecrackingloadisonly0.46%different%,5.01%,2.28%,and the ultimate load difference is 3.39%,4.87%,2.54%,all within 5%,indicating that the reinf
8、orced modularjoints can achieve the same joint deformation capacity and bearing capacity as the reinforced joints;MK-CD0,MK The-D0 model is in goodagreementwiththeBZ-0modelinthekeysectionreinforcementstressateachloadingstage,andtheMK-C0modelcanalsobewellmatchedbeforereaching the ultimate load.After
9、the ultimate load is exceeded,the MK-C0 model node deformation is large,and the key section reinforcement ThestressisquitedifferentfromtheBZ-0model.Keywords:truss form;finite element analysis;reinforcement modularization模块化钢筋骨架是一种工业化和标准化生产的建筑构件,可在生产线上进行标准化设计和制造,通过拼装、组合等方式在现场进行快速组装。目前对钢筋桁架、模块化钢筋骨架的研究
10、只局限于钢筋桁架组合楼承板及钢筋桁架叠合墙体1-12,而专门针对地下结构侧墙-底板节点的钢筋模块化节点研究相对较少。在交通基础建设中,模块化钢筋骨架可以应用于道路、桥梁、隧道、地铁等各种交通基础设施的建设。通过标准化的设计和制造过程,实现基金项目基金项目:广州市科技计划项目广州市科技计划项目(202102010510);广东省科技计划项目广东省科技计划项目(2020B0101130005)-13-13-广州建筑GUANGZHOU ARCHITECTURE2023 年 第 2 期钢筋骨架构件的工业化生产和快速组装,提高施工效率和质量。但在交通基础建设领域模块化钢筋骨架应用技术尚不成熟,尤其针对地
11、下车站结构,钢筋用量大,施工工期紧,而传统的钢筋加工采用现场钢筋棚加工方式,存在施工周期长、工作环境差等缺点,模块化钢筋骨架加工具有高效、高质、低成本、环保节能等多个优点。本文结合现有地下车站的侧墙-底板结构特点,采用钢筋桁架构造进行节点钢筋优化,提出 3种钢筋模块化方案,并建立有限元模型探索此钢筋模块化节点力学性能及混凝土裂缝发展规律。1 钢筋模块化方案钢筋模块化方案本文选取广州地铁十号线某一地下车站的侧墙-底板节点(以下简称节点)结构设计图纸为依据,为提高其工程进度,采用钢筋桁架形式取代传统钢筋绑扎,进行节点构造优化,提出采用钢筋桁架形式的钢筋模块化设计方案。钢筋桁架是将侧墙、底板的受拉、
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