矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究
成果的背景及主要用途: 在我國(guó)鋼產(chǎn)量大、鋼種適于房屋建設(shè)且粘土磚禁用政策出臺(tái)的背景下,鋼管 混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)因其材料輕質(zhì)高強(qiáng)且可回收等優(yōu)勢(shì),成為節(jié)能、環(huán) 保和可持續(xù)發(fā)展的建筑技術(shù),既是社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步在建筑業(yè)的集中體現(xiàn),也 是未來建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì),近年來得到了專家學(xué)者的廣泛關(guān)注和國(guó)家政策的大 力支持。但是,矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)起步較晚,梁柱節(jié)點(diǎn)存在構(gòu)造、受力 和施工上的不足,解決梁柱節(jié)點(diǎn)問題是推進(jìn)建筑可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。十多年 來,本課題組圍繞矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn),先后開展了計(jì)算理論、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、 新型節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵技術(shù)的系列研究,并通過工程應(yīng)用,形成了成套的矩形鋼管混凝 土梁柱節(jié)點(diǎn)技術(shù),為矩形鋼管混凝土和住宅鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供了重要科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)支撐。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介: 1、倒角型隔板貫通節(jié)點(diǎn)技術(shù):提出了圓弧倒角型和倒角放坡型隔板貫通式 節(jié)點(diǎn)形式,減輕了梁翼緣與隔板連接處的應(yīng)力集中,避免節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞。研 究了倒角型隔板貫通節(jié)點(diǎn)的靜動(dòng)力性能,確定了節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布規(guī)律、破壞機(jī)理 和滯回性能,推導(dǎo)了節(jié)點(diǎn)拉伸承載力計(jì)算公式。 2、長(zhǎng)挑出隔板貫通節(jié)點(diǎn)技術(shù):提出了長(zhǎng)挑出隔板貫通節(jié)點(diǎn),使塑性鉸外移, 提高節(jié)點(diǎn)域抗震性能。研發(fā)了新型柱端加載裝置,解決了現(xiàn)有加載裝置難以準(zhǔn)確 模擬節(jié)點(diǎn)受力狀態(tài)的技術(shù)難題,發(fā)現(xiàn)該節(jié)點(diǎn)抗震性能良好,并得到了混凝土強(qiáng)度 等級(jí)、內(nèi)隔板厚度及加強(qiáng)板長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響規(guī)律。 3、全螺栓隔板貫通節(jié)點(diǎn)技術(shù):提出了全螺栓隔板貫通節(jié)點(diǎn)和下栓上焊隔板 貫通節(jié)點(diǎn),克服了焊接質(zhì)量難以保證的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)技術(shù)的突破,解決 了一般節(jié)點(diǎn)制作安裝周期長(zhǎng)、人工費(fèi)用高等技術(shù)問題,并獲得國(guó)家發(fā)明專利。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況: 該項(xiàng)科研成果獲得發(fā)明專利 3 項(xiàng),達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè): 本項(xiàng)目所涉及的研究?jī)?nèi)容解決了傳統(tǒng)矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)存在的應(yīng)力 集中、脆性破壞和構(gòu)造尺寸偏大等問題,并提出了理論計(jì)算方法,為鋼管混凝土 梁柱節(jié)點(diǎn)后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)和寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。多項(xiàng)新的節(jié)點(diǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)甚至 在國(guó)際上都是領(lǐng)先的,有著很廣闊的應(yīng)用前景。例如,全螺栓隔板貫通節(jié)點(diǎn)的連 接全部采用高強(qiáng)螺栓,避免了現(xiàn)場(chǎng)焊接,施工方便,承載力高,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了塑性 鉸外移,保證了結(jié)構(gòu)的安全。 應(yīng)用領(lǐng)域: 該科研成果已經(jīng)成功應(yīng)用于多項(xiàng)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程,應(yīng)用可推廣程度 很高,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
天津大學(xué)
2021-04-11