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    钢管混凝土双梁节点试验及现场测试

    2019-05-09   来源:   点击数:0次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合?#39318;?#20307;大小:
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     中国钢管信息港资讯部获悉:相同温度范围内,所用的保温材料应是导热系工,经综合比较,合理选用。
      
      高温介质的管道,经综合经济比较后,可选用复合材料。
      
      国内外保温管的材料及结构3.1国内防腐保温管道常用材料3.1.1防腐层钢管防腐层常用材料有S52―1型聚氨酯型防腐防水漆、?#33322;?#27833;瓷漆、防锈漆、TO树脂、环氧粉末、环氧树脂类涂料、环氧煤沥青及热沥青等。
      
      保温层地上保温管道多以岩棉、玻璃棉、水泥蛭石、聚氨酯泡沫塑料等为主;埋地保温管道则主要以硬质聚氨酯泡沫塑料为主,输送介质温度较高的保温管道则?#35805;?#37319;用在钢管与聚氨酯泡沫之间加夹一层微孔硅酸钙等的复合结构。
      
      中国钢管信息港资讯部获悉:外保护防水层地上敷设管道多采用镀锌铁皮、铝箔玻璃钢等。埋地管道则多为高、低密度聚乙烯包覆层,俗称夹克。近来也有将高、低密度聚乙烯综合起来使用做防护层的,俗称中密度聚乙烯。该种材料既有近似于高密度聚乙烯的强度,同时又具有低密度聚乙烯的韧性,将二者综合后的材料大大延长了材料的耐环境应力开裂时间。埋地保温管道的外防水层也有的使用TO树脂玻璃钢、环氧树脂玻璃钢或改性石?#22303;?#38738;玻璃布等。整改、整修的管道?#35805;?#37319;用环氧煤沥青、冷缠胶带、?#33322;?#27833;瓷漆等防水防腐材料。
      
      1试验概况试验选取工程中常遇到的3种典型节点,即中柱节点、边柱节点及角柱节点,按?#23548;?#24037;程1:4缩尺比例制作构件,分别进行竖向静力加载试验。为尽可能与节点?#23548;适?#21147;状态相符合,采用了空间节点的设计方案。节点编号分别为节点①、节点②、节点③。节点构造及配筋如所?#23613;?#35797;验?#20445;?#20808;分级施加柱顶荷载,并保持荷载稳定,然后在空间节点的2个?#36739;?#26753;上分级同步施加竖向力至极限荷载。试验结果表明,节点①破坏发生在2个?#36739;?#26753;的交界面处,最终因交界面裂缝宽度超过规定值而达到极限状态。节点②、③因小肢梁梁端裂缝过大达到极限状态。3个节点均呈?#26377;?#30772;坏111. 1.2试验结果分析为节点①梁端荷载-钢筋应变曲线。其中d15为梁端受拉钢筋上的测点,‘为节点内受拉钢筋上的测点。?#27833;?#20013;可以看出,加载初期,梁端受拉钢筋应变随荷载基?#22659;上?#24615;变化;在梁端开裂前,节点内受拉钢筋应变加极小;梁端开裂后,梁端钢筋应变迅速加,直至钢筋屈服,节点达到破坏。而节点内受拉钢筋随梁端开裂应变突然加大,荷载-钢筋应变曲线上出现一短水平段,说明梁端受拉区混凝土退出工作后,受拉钢筋应力向节点内传递。
      
      为节点②梁端荷载-钢筋应变曲线。其中d13为大肢梁主筋上的测点,d15为小肢梁主筋上的测点。
      
      ?#27833;?#20013;可见,梁端开裂前,节点内钢筋应变基本一致;开裂后小肢梁应变基本不变,而大肢梁应变?#26412;?#21152;,说明开裂后梁端荷载主要由大肢梁承担。
      
      为节点③小肢梁梁端荷载-钢筋应变曲线。其中d10为节点内主筋上测点,d11为梁端主筋上的测点。由图可见,荷载加?#20445;?#33410;点内钢筋应变较小,而梁端钢筋应变随荷载加而大,梁端开裂后,节点内节点①梁端荷载-钢筋应变曲线节点②梁端荷载-钢筋应变曲线节点③梁端荷载-钢筋应变曲线上述分析可见,中柱节点具有良好的受力性能,而边柱节点和角柱节点的小肢梁比较薄弱,需要加强。
      
      ~分别为各节点荷载-钢管壁应变曲线。其中/为钢管混凝土柱管壁在非节点区布置的测点,为节点区内钢销之间的管壁上布置的测点,h7为节点区钢销上部的管壁上布置的测点。?#27833;?#20013;可以看出,由于处于节点上部,测点应变主要受柱轴压力大小控制,故/处的应变在整个加载过程中基本保持不变;而节点内测点知4处的主应变随着荷载的加而长,说明节点对钢管壁有侧向压力作用,即节点将弯矩传递给了钢管柱。比较测点h7与测点的应变曲线可见,在相同荷载作用下,h7的应变大得多,这主要是由于钢销将所承受的剪力传递给了钢管。
      
      节点①荷载钢管壁应变曲线节点②荷载-钢管壁应变曲线节点③荷载-钢管壁应变曲线至2分别为各节点荷载-钢销应变曲线,其中d2,d4为钢销翼缘上的测点,h3为钢销腹板上的测点。由图中可见,随着荷载的加,翼缘处应变加极小,腹板应变随荷载?#29992;?#26174;。接近破坏?#20445;?#33145;板主应变?#26412;?#21152;直至屈服,节点破坏,说明钢销在整个加载过程中以受剪为主。
      
      节点①荷载-钢销应变曲线节点②荷载-钢销应变曲线0节点③荷载-钢销应变曲线由上述分析可见,楼面荷载由梁传递到节点,梁端剪力通过钢销传递给钢管混凝土柱,梁?#36865;?#30697;则通过节点区对钢管的侧向挤压传递给钢管混凝土柱。节点各部?#36136;?#21147;明确,便于进行计算和设计。
      
      2现场试验2.1试验方案为考察节点的?#23548;适?#21147;情况,进一步验证模型试验的研究结果,对?#23548;?#24037;程中的中间节点和角柱节点进行了现场试验研究。试验分别在第13层中柱节点和第23层角柱节点进行。测点布置如1至3所?#23613;?#35797;验中钢筋应变量测采用  1钢销上部测点布置2受拉钢筋上的测点布置3混凝土中的测点布置2.2试验结果与分析4为中柱非节点区钢管中混凝土测点和钢管壁上测点的荷载-应变曲线。随着荷载的加,钢管混凝土柱中混凝土和钢管壁的应变基本一致,说明其共同作用性能良好,与钢管混凝土设计中的假定相符。
      
      5为中柱非节点区钢管壁上测点与节点区钢销上部测点的荷载-应力曲线。?#27833;?#20013;可见,在同级荷载作用下,钢销上部应力远比非节点区钢管壁上测点应力大。说明由于梁端传递的剪力和弯矩,使钢销上部产生了应力集中现象。
      
      主体结束后,2个节点的现场实测数据如表1所?#23613;?#20174;表中数据可见,无论中柱或角柱节点,受拉钢筋应力均较小,而且梁端受拉钢筋应力明?#28304;?#20110;节点内钢筋应力,说明结构处于弹性工作状态,在该阶段主要由梁端受力,如模型试验所述,梁端开裂后,应力向节点内传递。
      
      节点的现场实测数据测点部位应力/MPa中柱节点角柱节点1节点内受拉钢筋0.040.562节点内受拉钢筋0.050.643梁端受拉钢筋0.441.234梁端受拉钢筋0.491.465钢销上翼缘1.405.006钢销下翼缘-1.60-12.787钢销腹板12.0436.33由于中柱节点不?#33014;?#24367;矩较小,中柱节点上下翼缘钢筋应力较小,说明由钢销传递的弯矩较小,梁?#36865;?#30697;主要通过节点对钢管混凝土柱的侧压传递给柱;而角柱由于偏心受压,梁的不?#33014;?#24367;矩较大,引起钢销弯曲正应力较大。
      
      中国钢管信息港资讯部获悉:通过比较钢销翼缘与腹板应力可以发现,腹板应力较大,说明钢销主要承受剪力。可假定梁端剪力全部由钢销承担进行钢销的抗剪设计;钢销上下翼缘也存在应力,说明钢销?#37096;?#20197;部分传递梁?#36865;?#30697;,但梁?#36865;?#30697;主要依靠节点区混凝土对钢管的侧向挤压传递,故假定由钢销传递全部弯矩进行钢销翼缘设计是偏于安全的2. 3结论现场试验与模型试验的结论一致,说明模型试验的结论具有较高的可靠性。
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