对埋入钢筋混凝土基础梁式钢管混凝土柱脚节点进行抗冲切性能试验研究,设计 了 8 个 试 件,研 究 无 加
强措施,以及带栓钉、带抗剪环与带外加强环板的三种埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用下的受
力性能及其破坏形式,并与不采取抗冲切措施的节点进行比较,研究三种措施的抗冲切效果,分析节点核心区域中
栓钉、抗剪环与加强环板对柱脚节点承载能力及破坏形式的影响,为钢管混凝土柱脚节点的设计及其工程应用提
供参考。 [关键词] 钢管混凝土柱; 柱脚节点; 冲切; 栓钉; 抗剪环; 加强环板
中图分类号: TU528. 571 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2013) 07-0094-05 Experimental study on punching shear behavior of CFST column and RC foundation beam nodes Bu Yonghong1,Wang Yihong1,Zhang Yao2,Li Hao2 ( 1 School of Construction Engineering,Chang'an University,Xi'an 710061,China; 2 Western Construction Seismic Investigation,Design & Research Institute,Xi'an 710054,China) Abstract: The punching shear behavior of column foot nodes of CFST columns embedded in RC foundation beams was studied. Eight specimens were designed with toggle pin reinforcement,shear ring reinforcement,shear annular plate reinforcement and no reinforcement. Vertical loading was carried out on specimens to study their bearing performance and failure mode. By comparing different kinds of node reinforcement,punching shear behavior was studied. The influence of toggle pin,shear ring and shear annular plate in the node core area on the bearing performance and failure mode of CFST column foot nodes was analyzed. The results provide a reference for the design and application of CFST column foot nodes. Keywords: CFST column; column foot node; punching shear; toggle pin; shear ring; shear annular plate * 陕西省自然科学基金项目: 高层组合结构体系抗震关键技术研究
( 2006E208) 。
作者简介: 卜永红,博士研究生,工程师,Email: byh956@ 126. com。 0 引言
钢管混凝土结构因其优越的性能在工程中得到
广泛的应用,但钢管混凝土柱脚节点的研究滞后于
工程 应 用,问 题 较 多[1-3],相 关 规 范[4-7] 中 没 有 明 确
规定钢管混凝土柱脚节点的设计计算内容,钢管混
凝土柱脚节点成为现今推广钢管混凝土在高层建筑
中应用的关键技术问题之一。钢管混凝土柱脚按其
与混凝土基础的连接形式,可分为端承式柱脚和埋
入式柱脚。端承式柱脚施工简便,与钢结构柱和基
础连接的 方 式 相 近[8,9],基 础 施 工 时 只 需 将 地 脚 螺
栓埋入承台中即可,该节点抗弯能力较差,曾出现过
地震中柱脚 被 拔 出 的 情 况[10]。埋 入 式 柱 脚 节 点 整
体性好,传递弯矩可靠,抗震性能好,但节点构造的
研究较少,有关钢管混凝土柱脚试验的参考资料也
很少,对埋入式钢管混凝土柱脚的设计计算,相关规
范中没有明确的构造规定,也没有定量的计算方法。
在埋入式柱脚节点设计中,如何保证节点不发生冲
切破坏,是值得研究的问题。
本文从实际工程中选取试验模型,通过试验确
定直接埋入钢筋混凝土基础梁的柱脚节点冲切破坏
的冲切面位置和冲切破坏的特点,比较在钢管混凝
土柱脚上,设置栓钉、加强环板、抗剪环等措施,提高
柱脚抗冲切能力的实际效果,为实际工程中钢管混
凝土的设计与应用提供参考。 1 试验设计
1. 1 试件制作
试件按 1 ∶ 6缩尺比例,共设计 8 个 钢 管 混 凝 土
埋入基础梁式柱脚节点试件,其中 ZJ/J-1 和 ZJ/J-2
无抗 冲 切 加 强 措 施,ZJ/J-3 和 ZJ/J-4 采 用 栓 钉 加
强,ZJ/J-5 和 ZJ/J-6 采 用 钢 筋 环 箍 加 强,ZJ/J-7 和 ZJ/J-8 采用外加强环板加强,柱脚钢管上的加强措
施见图 1。试件的配筋形式及所用材料完全相同。
无加强措施 节 点 模 型 ZJ/J-1 和 ZJ/J-2 钢 管 混 凝 土
柱、柱脚构造环 板、基础梁尺寸及配筋见图 2,其 余
各试件 配 筋、试 件 尺 寸 与 试 件 ZJ/J-1 和 ZJ/J-2 相 同,各试件在埋入段钢管上的加强措施及相关尺寸
见图 3
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