新型钢柱柱脚研究

 
新型的方钢管柱装配式柱脚研究,这是对方钢管柱梁柱节点研究的继续,有利于节点问题研究的完整性以及促进多高层钢结构的发展。新型方钢管装配式柱脚主要是适应多高层钢结构建筑的需要,提出标准化的钢柱脚部分,根据工程实际具体情况来改变混凝土部分,并可以做成埋入式和外包式,以达到既能实现标准化,同时又能广泛应用的目的。
 
整个装配式柱脚主要包括两大部分:钢部分和混凝土部分。
 
其中钢部分主要组成:方钢管柱、底板、角钢、加劲肋、圆柱头栓钉、底板锚栓、高强螺栓;混凝土部分主要组成:外包混凝土与基础混凝土。
 
图1 方钢管装配式柱脚示意图
 

新型方钢管装配式柱脚主要优点有:
 
1)方钢管装配式柱脚采用四边角钢固定钢柱的方法,对于钢柱位置预先用角钢定位好,在施工中解决了钢柱定位的问题,提高了柱脚的精确性。2)方钢管装配式柱脚采用底板、角钢、方钢管柱用高强螺栓连接方法,减少了焊接工艺,避免了因焊接可能产生的应力集中等问题。3)方钢管装配式柱脚构造合理、简单,方便进行标准化和工业化的生产。
 
新型方钢管柱装配式柱脚的提出,目的就是要使方钢管柱脚的设计能够形成标准化,从而促进钢结构住宅产业化发展。

图2 试验加载装配示意图


 
图3 试件装配完成图
 

图4 试件完全破坏
 

图5 构件的滞回曲线
 

图6 外包式方钢管装配式柱脚Von mises应力云图
 

通过低周反复荷载作用下的拟静力试验,研究外包式方钢管柱装配式柱脚的滞回性能,并对其破坏形式、极限承载力和抗震性能等进行探讨,最后结合试验结果对这种新型外包式方钢管装配式柱脚的受力机理进行分析。
 
结合现有设计方法、试验和有限元分析结果总结该柱脚的简化设计方法,并通过设计计算和有限元分析优化,提出常用的方钢管装配式柱脚的标准化钢部件。