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    鋼管混凝土雙梁節點試驗及現場測試

    2019-05-09   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港資訊部獲悉:相同溫度范圍內,所用的保溫材料應是導熱系工,經綜合比較,合理選用。
      
      高溫介質的管道,經綜合經濟比較后,可選用復合材料。
      
      國內外保溫管的材料及結構3.1國內防腐保溫管道常用材料3.1.1防腐層鋼管防腐層常用材料有S52―1型聚氨酯型防腐防水漆、煤焦油瓷漆、防銹漆、TO樹脂、環氧粉末、環氧樹脂類涂料、環氧煤瀝青及熱瀝青等。
      
      保溫層地上保溫管道多以巖棉、玻璃棉、水泥蛭石、聚氨酯泡沫塑料等為主;埋地保溫管道則主要以硬質聚氨酯泡沫塑料為主,輸送介質溫度較高的保溫管道則一般采用在鋼管與聚氨酯泡沫之間加夾一層微孔硅酸鈣等的復合結構。
      
      中國鋼管信息港資訊部獲悉:外保護防水層地上敷設管道多采用鍍鋅鐵皮、鋁箔玻璃鋼等。埋地管道則多為高、低密度聚乙烯包覆層,俗稱夾克。近來也有將高、低密度聚乙烯綜合起來使用做防護層的,俗稱中密度聚乙烯。該種材料既有近似于高密度聚乙烯的強度,同時又具有低密度聚乙烯的韌性,將二者綜合后的材料大大延長了材料的耐環境應力開裂時間。埋地保溫管道的外防水層也有的使用TO樹脂玻璃鋼、環氧樹脂玻璃鋼或改性石油瀝青玻璃布等。整改、整修的管道一般采用環氧煤瀝青、冷纏膠帶、煤焦油瓷漆等防水防腐材料。
      
      1試驗概況試驗選取工程中常遇到的3種典型節點,即中柱節點、邊柱節點及角柱節點,按實際工程1:4縮尺比例制作構件,分別進行豎向靜力加載試驗。為盡可能與節點實際受力狀態相符合,采用了空間節點的設計方案。節點編號分別為節點①、節點②、節點③。節點構造及配筋如所示。試驗時,先分級施加柱頂荷載,并保持荷載穩定,然后在空間節點的2個方向梁上分級同步施加豎向力至極限荷載。試驗結果表明,節點①破壞發生在2個方向梁的交界面處,最終因交界面裂縫寬度超過規定值而達到極限狀態。節點②、③因小肢梁梁端裂縫過大達到極限狀態。3個節點均呈延性破壞111. 1.2試驗結果分析為節點①梁端荷載-鋼筋應變曲線。其中d15為梁端受拉鋼筋上的測點,‘為節點內受拉鋼筋上的測點。從圖中可以看出,加載初期,梁端受拉鋼筋應變隨荷載基本成線性變化;在梁端開裂前,節點內受拉鋼筋應變加極小;梁端開裂后,梁端鋼筋應變迅速加,直至鋼筋屈服,節點達到破壞。而節點內受拉鋼筋隨梁端開裂應變突然加大,荷載-鋼筋應變曲線上出現一短水平段,說明梁端受拉區混凝土退出工作后,受拉鋼筋應力向節點內傳遞。
      
      為節點②梁端荷載-鋼筋應變曲線。其中d13為大肢梁主筋上的測點,d15為小肢梁主筋上的測點。
      
      從圖中可見,梁端開裂前,節點內鋼筋應變基本一致;開裂后小肢梁應變基本不變,而大肢梁應變急劇加,說明開裂后梁端荷載主要由大肢梁承擔。
      
      為節點③小肢梁梁端荷載-鋼筋應變曲線。其中d10為節點內主筋上測點,d11為梁端主筋上的測點。由圖可見,荷載加時,節點內鋼筋應變較小,而梁端鋼筋應變隨荷載加而大,梁端開裂后,節點內節點①梁端荷載-鋼筋應變曲線節點②梁端荷載-鋼筋應變曲線節點③梁端荷載-鋼筋應變曲線上述分析可見,中柱節點具有良好的受力性能,而邊柱節點和角柱節點的小肢梁比較薄弱,需要加強。
      
      ~分別為各節點荷載-鋼管壁應變曲線。其中/為鋼管混凝土柱管壁在非節點區布置的測點,為節點區內鋼銷之間的管壁上布置的測點,h7為節點區鋼銷上部的管壁上布置的測點。從圖中可以看出,由于處于節點上部,測點應變主要受柱軸壓力大小控制,故/處的應變在整個加載過程中基本保持不變;而節點內測點知4處的主應變隨著荷載的加而長,說明節點對鋼管壁有側向壓力作用,即節點將彎矩傳遞給了鋼管柱。比較測點h7與測點的應變曲線可見,在相同荷載作用下,h7的應變大得多,這主要是由于鋼銷將所承受的剪力傳遞給了鋼管。
      
      節點①荷載鋼管壁應變曲線節點②荷載-鋼管壁應變曲線節點③荷載-鋼管壁應變曲線至2分別為各節點荷載-鋼銷應變曲線,其中d2,d4為鋼銷翼緣上的測點,h3為鋼銷腹板上的測點。由圖中可見,隨著荷載的加,翼緣處應變加極小,腹板應變隨荷載加明顯。接近破壞時,腹板主應變急劇加直至屈服,節點破壞,說明鋼銷在整個加載過程中以受剪為主。
      
      節點①荷載-鋼銷應變曲線節點②荷載-鋼銷應變曲線0節點③荷載-鋼銷應變曲線由上述分析可見,樓面荷載由梁傳遞到節點,梁端剪力通過鋼銷傳遞給鋼管混凝土柱,梁端彎矩則通過節點區對鋼管的側向擠壓傳遞給鋼管混凝土柱。節點各部分受力明確,便于進行計算和設計。
      
      2現場試驗2.1試驗方案為考察節點的實際受力情況,進一步驗證模型試驗的研究結果,對實際工程中的中間節點和角柱節點進行了現場試驗研究。試驗分別在第13層中柱節點和第23層角柱節點進行。測點布置如1至3所示。試驗中鋼筋應變量測采用  1鋼銷上部測點布置2受拉鋼筋上的測點布置3混凝土中的測點布置2.2試驗結果與分析4為中柱非節點區鋼管中混凝土測點和鋼管壁上測點的荷載-應變曲線。隨著荷載的加,鋼管混凝土柱中混凝土和鋼管壁的應變基本一致,說明其共同作用性能良好,與鋼管混凝土設計中的假定相符。
      
      5為中柱非節點區鋼管壁上測點與節點區鋼銷上部測點的荷載-應力曲線。從圖中可見,在同級荷載作用下,鋼銷上部應力遠比非節點區鋼管壁上測點應力大。說明由于梁端傳遞的剪力和彎矩,使鋼銷上部產生了應力集中現象。
      
      主體結束后,2個節點的現場實測數據如表1所示。從表中數據可見,無論中柱或角柱節點,受拉鋼筋應力均較小,而且梁端受拉鋼筋應力明顯大于節點內鋼筋應力,說明結構處于彈性工作狀態,在該階段主要由梁端受力,如模型試驗所述,梁端開裂后,應力向節點內傳遞。
      
      節點的現場實測數據測點部位應力/MPa中柱節點角柱節點1節點內受拉鋼筋0.040.562節點內受拉鋼筋0.050.643梁端受拉鋼筋0.441.234梁端受拉鋼筋0.491.465鋼銷上翼緣1.405.006鋼銷下翼緣-1.60-12.787鋼銷腹板12.0436.33由于中柱節點不平衡彎矩較小,中柱節點上下翼緣鋼筋應力較小,說明由鋼銷傳遞的彎矩較小,梁端彎矩主要通過節點對鋼管混凝土柱的側壓傳遞給柱;而角柱由于偏心受壓,梁的不平衡彎矩較大,引起鋼銷彎曲正應力較大。
      
      中國鋼管信息港資訊部獲悉:通過比較鋼銷翼緣與腹板應力可以發現,腹板應力較大,說明鋼銷主要承受剪力。可假定梁端剪力全部由鋼銷承擔進行鋼銷的抗剪設計;鋼銷上下翼緣也存在應力,說明鋼銷也可以部分傳遞梁端彎矩,但梁端彎矩主要依靠節點區混凝土對鋼管的側向擠壓傳遞,故假定由鋼銷傳遞全部彎矩進行鋼銷翼緣設計是偏于安全的2. 3結論現場試驗與模型試驗的結論一致,說明模型試驗的結論具有較高的可靠性。
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