L形部分包覆钢-混凝土组合柱的箱型支撑节点构造优化及性能分析

作     者：覃祚威 李慧 韩栋 蒋海强 Zuowei Qin;Hui Li;Dong Han;Haiqiang Jiang

作者机构：浙江大东吴建筑科技有限公司浙江湖州313000 浙江大东吴集团建设有限公司浙江湖州313000 

出 版 物：《钢结构（中英文）》 (Steel Construction（Chinese & English）)

年 卷 期：2024年第39卷第6期

页      面：7-13页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主　　题：装配式 部分包覆钢-混凝土组合柱 L形柱 有限元分析 钢结构 

摘      要：部分包覆钢-混凝土组合柱(简称PEC柱)在装配式建筑领域具有广阔的应用前景,近几年来在住宅领域中矩形PEC柱推广应用相对较多,但是L型PEC柱,尤其在框架-支撑结构中应用较少。L形PEC柱是一种新型的组合结构构件,因其肢厚与墙体同宽,避免了室内凸柱,因此在装配式钢结构住宅建筑中具有更好的应用前景,但是其箱型钢支撑节点构造较复杂,通常在项目设计中,节点域构造形式参照16G519《多高层民用建筑钢结构节点构造详图》中的钢结构节点构造确定,故对L型PEC柱与支撑的节点域构造及性能的研究尚待完善。以东升和府10号楼住宅项目为背景,依据“强节点、弱构件抗震设计要求,按设防地震弹性分析要求提取YJK模型中构件内力:在1.3(D+0.5L)+0.3W+1.4Eh和1.0(D+0.5L)+0.3W+1.4Eh工况组合下分别取得支撑最大轴压力和轴拉力。根据该组合下的相关杆件内力开展箱型钢支撑节点传统方案及优化方案的有限元分析,基于有限元分析结果,分析节点域在受拉及受压下混凝土及主钢件应力分布及应力值,得出箱型支撑腹部传来的压力可以由L形PEC柱中填充的混凝土抵抗,传来的拉力可通过水平加劲板有效传递。在设防地震弹性工况组合下优化方案与传统方案应力分布及应力峰值基本一致,且节点域具有较高的安全裕量,满足“中震弹性组合工况性能要求,优化后的L形PEC柱的箱型支撑节点结构性能未有明显下降,但给加工带来便利性,并提高质量可控性。