钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究.pdf

第 44 卷 第 1 期 2014 年 1 月上 建筑结构 Building Structure Vol 44 No 1 Jan 2014 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的 抗震性能试验研究 * 李青宁 1， 张振成1， 于庆荣2， 姜维山1 ( 1 西安建筑科技大学土木工程学院，西安 710055; 2 天津大学建筑工程学院，天津 300072) 摘要 提出装配框架柱的一种新型连接型式 钢板栓筋连接型式。采用足尺模型， 设计了 2 个钢板栓筋连接 高强箍筋约束混凝土柱和 2 个对比现浇普通箍筋柱。通过拟静力低周反复加载试验， 并与现浇普通箍筋柱对比， 研究钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的承载能力和抗震性能。观测了 4 个试件受力变形损伤裂缝 屈服的全过程， 并分析各试件的破坏特征、 滞回曲线、 骨架曲线、 刚度衰减、 位移延性、 耗能能力等。试验表明: 在相 同条件下， 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱具有与现浇普通箍筋柱相当的承载力， 其抗震性能良好; 连接处采 用焊接及水平栓筋的钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱是可靠的。 关键词 高强螺旋箍筋;约束混凝土;装配式柱;水平栓筋;抗震性能 中图分类号: TU756. 4 +1文献标识码: A 文章编号: 1002- 848X( 2014) 01- 0042- 07 Experimental research on seismic performance of the fabricated confined concrete columns with steel plate and horizontal strengthened bars Li Qingning1，Zhang Zhencheng1，Yu Qingrong2，Jiang Weishan1 ( 1 School of Civil Engineering，Xian University of Architecture and Technology，Xian 710055，China; 2 Architectural and Civil Engineering Institute，Tianjin University，Tianjin 300072，China) Abstract: A new connection type of frame fabricated columns with steel plate and horizontal strengthened bars was proposed By using of the comparable full scale model test method， two new confined concrete columns with steel plate and horizontal strengthened bars and two cast- in- site columns with plain stirrups were designed and constructed Through the pseudo- static test，the carrying capacity and seismic performance of the fabricated confined concrete column with steel plate and horizontal strengthened bar were studied and compared with the cast- in- site columns with plain stirrups The whole process of deformingdamagingcrackingyieldingfailure was observed during the test Damage characteristics， hysteretic curves， skeleton curves， stiffness degradation， displacement ductility and energy dissipation capacity of the four columns were discussed The test results show that under the same condition，bearing capacity of the new fabricated confined concrete columns with steel plate and horizontal strengthened bar is equal to the cast- in- site columns with plain stirrups，and it also has good seismic performance Junction of the new fabricated confined concrete columns with steel plate and horizontal strengthened bar used welding and horizontal bar as its attended mode is reliable Keywords: high- strength spiral stirrup;confined concrete;fabricated column;horizontal strengthened bar;seismic performance * 国家自然科学基金项目 ( 10572107) ， 河北省地方科技项目 ( 2011188) 。 作者简介: 李青宁， 教授， 硕士， Email: lqn952163 com。 0引言 建筑的现浇式施工模式工业化水平低、 劳动强 度大、 生产成本高， 加之目前日益严峻的用工荒， 已 经在很大程度上影响了我国建筑业的可持续发展。 工厂化、 装配化、 精细化的现代施工模式正成为建筑 业的发展趋势。近年来， 装配整体式结构体系在国 内外得到了越来越多的重视和发展。 但是目前装配式框架的连接在不同程度上存在 着构造复杂、 传力不直接、 不易施工、 造价较高等问 题 1， 2 ， 而采用密置高强箍筋可以增强混凝土柱的 外部约束， 限制混凝土的横向变形， 进而有效改善核 心混凝土自身原有的受压特性， 显著提高混凝土的 抗压强度和变形能力3 。基于此， 本文提出一种新 型装配整体柱 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝 土柱。其柱段采用高强箍筋约束混凝土构件， 连接 采用钢板栓筋连接节点。具体构造过程为: 先将预 埋钢板焊在上、 下柱的纵向钢筋上处， 然后用外贴钢 板盖在上、 下柱的预埋钢板上; 预埋钢板与外贴钢板 都在指定位置穿孔， 用水平栓筋穿过钢板与混凝土 柱预留孔， 末端与外贴钢板焊接， 将上、 下两段柱连 接成整体柱。 第 44 卷 第 1 期李青宁， 等 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究 本文通过拟静力低周反复加载试验， 并与现浇 普通箍筋柱进行对比， 研究钢板栓筋连接高强箍筋 约束混凝土柱的抗震性能。分析和验证低周反复荷 载作用下， 柱与柱连接的可行性、 优劣性和可靠性， 进而为钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱在实际 工程的应用和发展提供科学依据。 1试验概况 1. 1 试件设计 试验共设计 4 个足尺模型， 其中 2 个现浇普通 箍筋柱( 试件 C- 01， C- 02) 为对照模型、 2 个钢板 栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱( 试件 PCC- 01， PCC- 02) 。现浇普通箍筋柱混凝土强度等级为 C40， 纵筋为 8 根直径 22mm 的 HB400 级钢筋， 箍 筋采用直径 10mm 的 HPB300 级钢筋， 箍筋形式为 复合箍， 非加密区箍筋间距为 200mm， 试件 C- 01 的加密区箍筋间距为 100mm， 试件 C- 02 的加密区 箍筋间距为 80mm， 柱截面为 400mm 400mm， 试验 柱高1 800mm( 加载点到柱底距离) ， 试件高2 000 mm; 加密区高度为从柱底往上 500mm 范围内。 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱( 试件 PCC- 01， PCC- 02) 混凝土强度等级为 C40， 纵筋为 8 根直径 22mm 的 HB400 级钢筋， 箍筋采用的是 中国钢铁研究院提供的强度 1 100MPa 的直径 5mm 的高强箍筋， 箍筋形式为复合螺旋箍， 箍筋间距为 50mm， 柱截面为 400mm 400mm， 试验柱高1 800 mm( 加载点到柱底距离) ， 试件高 2 000mm， 上柱段 高 1 400mm， 下柱段高 600mm。预埋钢板( Q235) 厚 12mm， 高 100mm; 外贴钢板 ( Q235)厚 12mm， 高 120mm; 在连接处， 有 2 根直径 22mm 栓筋穿过东、 西两侧的预埋钢板及外贴钢板作为上、 下柱的第 2 道连接， 焊条采用 E43 型， 焊角高度为 10mm， 焊缝 质量等级为三级。试件尺寸及配筋如图 1 所示， 试 件参数见表 1。 图 1试件尺寸及配筋图 试件参数表 1 试件编号 体积配箍率 v/% 配箍特征值 v 试件轴压比 nt 剪跨比 C- 011. 650. 2690. 24. 5 C- 022. 060. 3360. 54. 5 PCC- 010. 790. 2800. 24. 5 PCC- 020. 790. 2800. 54. 5 1. 2 材性试验 混凝土强度等级为 C40， 采用商品混凝土一次 浇筑成型， 混凝土立方体试块与试件同等条件下养 护至试验开始， 材性试验测得立方体抗压强度标准 值 f cu， k=57. 17MPa， 混凝土轴心抗压强度标准值根 据 混凝土结构设计规范 ( GB 500102010) 4 取 fck=0 88c1c2fcu， k， 由此可得， 混凝土轴心抗压强度 标准值 fck=38. 23MPa。钢筋材性指标见表 2。 钢筋材性指标表 2 钢材 屈服强度 fy/MPa 极限强度 fu/MPa 延伸率 /% 冷弯 弹性模量 Es/MPa cp5 1 0521 1775. 82. 05 105 10 31047528合格2. 10 105 22 49066323. 5合格2. 00 105 Q235 钢板290 40040合格2. 06 105 1. 3 试验加载及量测内容 1. 3. 1 加载设备 试验在西安建筑科技大学结构工程与抗震教育 部重点实验室进行。采用 100t 电液伺服作动器配 合反力支架进行水平加载试验。通过水平装置给试 件施加拉、 压往复水平荷载。竖向荷载由竖向油压 千斤顶提供。试验装置见图 2( 图中推方向为东向， 拉方向为西向) 。 1. 3. 2 加载制度 竖向加载: 加载点在试件顶部刚性块上， 竖向作 用线通过试件截面形心， 一次性缓慢施加至设计轴 压比值， 试验过程中保持不变; 水平加载: 在试件屈 34 建筑结构2014 年 图 2加载装置图 服前按荷载控制， 先每级 50kN 循环加载至 150kN， 然后改为每级 10kN 加载直至屈服; 屈服后按位移 控制， 每级 1 倍的 y( 屈服位移) ， 循环 3 次， 加载至 构件承载力下降至极限承载力的 85% 以下时认为 构件破坏， 停止加载。 1. 3. 3 测点布置 加载过程中要测试的内容主要有: 水平荷载、 水 平位移。所测得数据通过 TDS- 602 数据采集仪采 集。作动器上的水平荷载及其对应的水平位移传输 到电脑监控设备中， 用来对试验加载过程进行控制。 试件的测点布置如下: 1) 在柱顶、 柱中间、 柱下部及 基础梁中部东侧布置水平位移计， 测试相应位置的 水平位移; 2) 在柱塑性铰区的北侧布置两斜向位移 计， 测试柱下部的剪切变形。位移计布置见图 3。 图 3位移计布置图 2试验结果及分析 2. 1 试验过程及破坏形态 2. 1. 1 试件 C- 01 试件 C- 01 试验轴压比为 0. 2， 属大偏心受压 试件。 荷载控制阶段: 当水平荷载为 + 80kN 时， 柱子 西面南侧距根部 2cm 处出现首条水平裂缝。随着 荷载的加大， 裂缝进一步延伸。当荷载为 150kN 时， 东面出现 1 条水平贯通裂缝， 且北面东侧距根部 53cm 处， 原水平裂缝斜向发展。当荷载加至 200kN 时， 经观察纵筋已有屈服， 改由位移加载控制。 位移控制阶段: 1y循环过程中， 南、 北面裂缝 斜向开展， 北面的东、 西角根部均出现竖向裂缝。 3 y循环时， 南北两侧的剪切斜裂缝不断开展， 根部 受压区混凝土保护层压碎， 逐渐剥落， 且东北角距根 部 23cm 处， 纵筋及箍筋裸露， 推力方向荷载下降至 极限承载力的 85% 左右， 相应的极限位移角为 1/29. 3。4y循环时， 柱根角部混凝土剥落， 角部纵 筋裸露， 拉力方向荷载下降至极限承载力的 85% 左 右， 相应极限位移角为 1/18. 8。至 5y循环时， 柱 根东、 西面混凝土保护层剥落， 柱根角部纵筋距柱根 10 20cm 处压屈， 推、 拉方向位移角达 1/15. 2， 试 验终止。破坏后， 观察其裂缝如图 4( a) 所示。 2. 1. 2 试件 C- 02 试件 C- 02 试验轴压比为 0. 5， 属小偏心受压 试件。 荷载控制阶段: 当水平荷载为 +200kN 时， 试件 北面西侧距根部 4cm 处出现首条水平裂缝。首条 水平裂缝因小偏心受压所以出现较晚。当荷载为 +250kN时， 西面出现多条水平贯通裂缝， 经观察纵 筋已有屈服， 改由位移加载控制。 位移控制阶段: 1y循环过程中， 柱下部东、 西 面出现多条水平贯通裂缝， 南、 北面两侧均有新裂缝 开展， 柱根西北角及东北角混凝土有少量压碎。3y 循环中， 柱根角部均有混凝土碎块不断剥落， 柱根角 部纵筋裸露， 北面竖向裂缝开展较长， 从根部往上开 展长度为 95cm; 3y第 1 次循环时， 荷载下降至极 限承载力的 85%左右， 推力及拉力方向相应极限位 移角为1/48 和1/45. 7。至4y循环时， 柱北面东角 竖向劈裂裂缝变宽， 缝两侧混凝土压碎剥落， 南、 北 侧 45斜向裂缝开展缝宽较大; 试件东北角及东南 角纵筋在距根部 50 60cm 处压屈， 推拉两方向极 限位移角达 1/37. 7， 试验终止。破坏后， 观察其裂 缝如图 4( b) 所示。 2. 1. 3 试件 PCC- 01 44 第 44 卷 第 1 期李青宁， 等 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究 试件 PCC- 01 试验轴压比为 0. 2， 属大偏心受 压试件。 荷载控制阶段: 当水平荷载为 100kN 时， 柱子 东北角距柱根 17cm 处出现首条水平裂缝。当荷载 为 150kN 时， 柱子东面距柱根17cm 处原水平裂缝 贯通。当荷载为 200kN 时， 西面距柱根 31cm 处原 水平裂缝贯通， 连接上部距柱根86cm 处出现长4cm 的水平裂缝， 南面西侧出现斜裂缝。当荷载为 +250kN时， 南面连接上部出现 30cm 长的斜裂缝， 经观察连接区域内钢板、 焊缝均未出现裂纹， 而纵筋 已有屈服， 改由位移加载控制。 位移控制阶段: 1y循环过程中， 西面连接下方 在距柱根 13， 23， 33 cm 处水平裂缝贯通; 西面连接 上方中部出现一条竖向裂缝， 并斜向向南开展。3y 第 1 次循环中， 柱子 4 个角部从根部至连接部出现 竖向裂缝， 东、 西面根部混凝土保护层不断剥落; 3y 第 2 次循环时， 推力方向荷载下降至极限承载力的 85%左右， 相应极限位移角为 1/26. 6。4y第 1 次 循环时， 柱根部北面两侧保护层剥落， 角部纵筋裸 露， 经观察纵筋因高强箍筋的约束作用未被压屈， 连 接处钢板间的焊缝未出现裂纹; 4y第 2 次循环时， 拉力方向荷载下降至极限承载力的 85% 左右， 相应 极限位移角为 1/18. 6， 但试件承载力仍较为平稳， 核心混凝土仍未明显剥落， 具有一定承载力， 体现较 好的延性性能， 试验终止。破坏后， 观察其裂缝如图 4( c) 所示。 2. 1. 4 试件 PCC- 02 试件 PCC- 02 试验轴压比为 0. 5， 属小偏心受 压试件。 荷载控制阶段: 当水平荷载为 120kN 时， 柱子 南面西侧距柱根 23cm 处出现首条水平裂缝。当荷 载为 250kN 时， 在柱子连接下方北面西侧首次出现 竖向裂缝; 在连接上方南面东侧出现竖向裂缝; 在柱 子连接下方北面西侧出现首条 45斜裂缝。当荷载 为 250kN 时， 东面 28cm 处水平裂缝贯通; 南面东 侧出现斜裂缝。经观察连接区域内钢板焊缝未出现 裂纹， 而纵筋已有屈服， 改由位移加载控制。 位移控制阶段: 1y循环过程中， 连接上、 下部 混凝土保护层角部均出现竖向裂缝， 其中北面东侧 竖向裂缝开展较长。2y第 3 次循环时， 连接下方 角部竖向裂缝缝宽开展均变大， 保护层被压酥并有 少量剥落， 南、 北面竖向裂缝及斜裂缝均有剥落。 2 y第 2 次循环时， 拉力方向荷载下降至极限承载 力的 85%左右， 相应极限位移角为 1/51. 4。3y第 1 次循环时， 推力方向荷载下降至极限承载力的 85%左右， 相应极限位移角为1/34. 3。至 5y循环 时， 在连接下方， 北面、 南面西侧混凝土保护层块体 剥落， 东南角纵筋距根部 15 20 处压屈， 推拉两方 向极限位移角达 1/37. 7; 观察连接处钢板上的焊 缝， 均未发现裂纹， 试验终止。破坏后， 观察其裂缝 如图 4( d) 所示。 图 4试件的破坏形态图 2. 1. 5 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱与现浇 普通箍筋柱对比 ( 1) 在试验轴压比 nt=0. 2 时， 试件 PCC- 01 的 开裂荷载比试件 C- 01 的大， 首条水平裂缝的产生位 置更高; 二者的屈服荷载相当; 试件 PCC- 01 的峰值 荷载是试件 C- 01 的 97%， 相差不大; 试件 PCC- 01 的极限位移是试件 C- 01 的105%， 相差不大。 ( 2) 在试验轴压比 nt= 0. 5 时， 试件 PCC- 02 的开裂荷载比试件 C- 02 的小， 首条水平裂缝的产 生位置更高; 两者的屈服荷载相当; 试件 PCC- 02 的峰值荷载是试件 C- 02 的 97%， 两者相差不大; 试件 PCC- 02 的极限位移是试件 C- 02 的95%， 两 者相差不大。 ( 3) 试件破坏后， 试件 PCC- 01， PCC- 02 连接 处的钢板、 焊缝及水平栓筋均未出现破坏的迹象， 破 坏时钢板上的应变片及纵筋上相应位置处的应变片 均未达到屈服， 说明连接处具有很好的强度储备。 2. 2 滞回特性 图 5 为各试件的实测柱顶剪力( 荷载) - 水平位 54 建筑结构2014 年 图 5试件的滞回曲线 图 6试件的骨架曲线 移滞回曲线。比较各试件的滞回曲线， 可得出以下 结论: ( 1) 试件 PCC- 01 与试件 C- 01 的滞回曲线相 比可知， 在低轴压比的低周反复荷载下， 二者滞回曲 线形态基本相同， 具有相当的滞回特性和耗能能力， 说明在低轴压比下钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝 土柱与现浇普通箍筋柱具有相当的抗震性能。 ( 2) 试件 PCC- 02 与试件 C- 02 的滞回曲线相 比可知， 在高轴压比的低周反复荷载下， 前者的滞回 曲线形态更加饱满稳定， 循环次数多， 变形能力大， 具有很好的滞回特性和耗能能力， 说明在高轴压比 下钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱比现浇普通 箍筋柱具有更好的抗震性能。 ( 3) 试件 PCC- 02 与试件 PCC- 01 的滞回曲 线相比， 在不同的轴压比的低周反复荷载下， 高轴压 比的装配柱 PCC- 02 的峰值荷载相对较高， 但峰值 荷载后曲线下降较快， 承载力下降较多， 说明轴压比 大时， 混凝土保护层剥落程度存在差别。 2. 3 骨架曲线 图 6 为试件的骨架曲线， 由图 6 可看出: 在低轴 压比 nt=0. 2 和高轴压比 nt=0. 5 下， 钢板栓筋连接 高强箍筋约束混凝土柱与现浇普通箍筋柱相比， 平 均峰值荷载相当， 骨架曲线的形状大致相似， 在弹性 阶段基本重合， 说明在低轴压比和高轴压比下， 通过 钢板上的焊接及水平栓筋装配起来的装配式柱连接 处均具有可靠的强度储备， 不会出现连接处破坏而 使框架柱破坏的情况。 2. 4 刚度衰减 图 7 为本次试验各个试件的割线刚度与位移的 关系曲线。由图 7 可以看出: 图 7刚度衰减图 ( 1) 在低轴压比 nt= 0. 2 时， 试件 PCC- 01 与 试件 C- 01 相比， 初始刚度较现浇普通箍筋柱的 小， 随着位移的增加， 二者的刚度退化较快， 随后变 64 第 44 卷 第 1 期李青宁， 等 钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱的抗震性能试验研究 试件实测各阶段荷载、 位移和延性系数表 3 试件 编号 开裂点屈服点峰值点极限点位移延性系数极限位移角 Pcr/kNcr/mmPy/kNy/mmPu/kN0/mm0. 85Pu/kNu/mm = u / y = u/H C- 01 81. 14. 10246. 522. 98281. 131. 41238. 961. 372. 67 3. 89 1/29. 3 1/22. 9 83. 83. 68221. 918. 78257. 447. 30218. 895. 825. 101/18. 8 C- 02 197. 99. 38310. 618. 21356. 523. 70303. 044. 932. 47 2. 54 1/40. 1 1/39. 3 196. 87. 21276. 717. 79343. 126. 62291. 646. 642. 621/38. 6 PCC- 01 98. 96. 60235. 722. 43255. 545. 47217. 267. 723. 02 3. 53 1/26. 6 1/21. 9 97. 65. 73236. 623. 94264. 545. 77224. 896. 774. 041/18. 6 PCC- 02 119. 54. 44254. 817. 45303. 536. 92258. 052. 473. 01 2. 43 1/34. 3 1/41. 2 121. 04. 20321. 018. 91374. 423. 45318. 234. 971. 851/51. 5 缓， 二者刚度的退化曲线基本吻合; 在高轴压比 nt= 0. 5 时， 试件 PCC- 02 与试件 C- 02 相比， 初始刚度 较现浇普通箍筋柱的大， 随着位移的增加， 二者的刚 度退化较快， 随后变缓， 二者刚度的退化曲线也基本 吻合。 ( 2) 在高、 低轴压比下， 通过钢板上的焊接及水 平栓筋装配起来的装配式柱具有与现浇普通箍筋柱 相当的刚度退化规律， 因此连接处的强度是可靠的。 2. 5 延性 本文计算延性系数时， 极限位移取骨架曲线上 荷载下降至极限承载力的 85% 时所对应的位移， 屈 服位移采用能量法确定。 本试验所得各个试件的开裂点、 屈服点、 最大荷 载点( 即峰值点) 、 极限点等特征点相应的荷载、 位 移、 位移延性系数及极限位移角汇总于表 3 中， 表中 正值表示推力方向的特征值， 负值表示拉力方向的 特征值。位移延性系数与极限位移角的左列数值表 示推拉两个方向各自的大小， 右列表示推拉两个方 向大小的平均值， 按下式计算: = 1 2 + u + y + u () y = + u + u 2H 式中: + u ， u 分别为推方向、 拉方向上水平荷载相 应的极限位移; + y ， y 分别为推方向、 拉方向上水 平荷载相应的屈服位移; 为位移延性系数; 为极 限位移角; H 为计算柱高。 由表 3 的位移延性系数及极限位移角结果可 得: 1) 在低轴压比 nt=0. 2 时， 试件 PCC- 01 与试件 C- 01 相比， 前者的位移延性系数均略小于后者( 前 者的位移延性系数为后者的 91%) ， 前者的极限位 移角均略大于后者( 前者的极限位移角为后者的 105%) ; 2) 在高轴压比 nt= 0. 5 时， 试件 PCC- 02 与试件 C- 02 相比， 前者的位移延性系数均略小于 后者( 前者的位移延性系数为后者的 96%) ， 前者的 极限位移角均略小于后者( 前者的极限位移角为后 者的 95%) 。因此， 在低轴压比及高轴压比下， 钢板 栓筋连接高强箍筋约束混凝土柱与现浇普通箍筋柱 相比， 均具有相当的位移延性。装配式柱的延性系 数均大于 2， 可见满足一般规定的钢筋混凝土框架 柱的延性系数大于等于 2 的要求 5 ， 说明本试验中 的装配式柱具有较好的延性性能。 2. 6 耗能能力 本文采用等效粘滞阻尼系数 he比较各试件的 耗能能力， 见表 4。 各试件等效粘滞阻尼系数表 4 试件编号 C- 01 ( nt=0. 2) C- 02 ( nt=0. 5) PCC- 01 ( nt=0. 2) PCC- 02 ( nt=0. 5) 等效粘滞系数 he 0. 178 20. 255 50. 174 80. 249 3 注: 表中等效粘滞阻尼系数 he由各试件在 2y第 1 个滞回环计 算所得。 由表 4 可得: 在低轴压比 nt=0. 2 时， 新型干式 连接( 即钢板栓筋连接) 高强箍筋约束混凝土柱 PCC- 01 与现浇普通箍筋柱 C- 01 相比， 前者的等 效粘滞阻尼系数略小于后者( 前者的等效粘滞阻尼 系数为后者的 98. 1%) ; 在高轴压比 nt= 0. 5 时， 新 型干式连接高强箍筋约束混凝土柱 PCC- 02 与现 浇普通箍筋柱 C- 02 相比， 前者的等效粘滞阻尼系 数也略小于后者( 前者的等效粘滞阻尼系数为后者 的 97. 5%) 。故说明在低轴压比和高轴压比下， 新 型干式连接高强箍筋约束混凝土柱均具有与现浇普 通箍筋柱相当的耗能能力。 3结论 ( 1) 本文中的钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝 土柱， 连接处由水平栓筋与焊缝共同受力， 水平栓筋 受剪且抗拉， 可有效防止焊缝脆性开裂后柱突然丧 失承载力而骤然发生的破坏; 与焊缝相比， 栓筋具有 更好的延性， 能明显地提高钢板栓筋连接高强箍筋 约束混凝土柱的抗震性能。在整个试验过程中， 试 件 PCC- 01， PCC- 02 连接处的钢板、 焊缝及水平栓 筋均未出现破坏的迹象， 钢板栓筋连接高强箍筋约 74 建筑结构2014 年 束混凝土柱破坏时， 连接处钢板上的应变片及纵筋 上相应位置处的应变片均未达到屈服， 说明连接处 具有很好的强度储备。 ( 2) 在不同的轴压比下， 钢板栓筋连接高强箍 筋约束混凝土柱与现浇普通箍筋柱相比， 二者的屈 服荷载、 峰值荷载、 极限位移均相当， 骨架曲线的形 状大致相似， 故钢板栓筋连接高强箍筋约束混凝土 柱具有与现浇普通箍筋柱相当的抗震性能。 ( 3) 在 低 轴 压 比 的 低 周 反 复 荷 载 下， 试 件 PCC- 01 与试件 C- 01 的滞回曲线相比， 二者滞回 曲线形态基本相同， 具有相当的滞回特性和耗能能 力， 说明在低轴压比下钢板栓筋连接高强箍筋约束 混凝土柱与现浇普通箍筋柱具有相当的抗震性能; 在高轴压比的低周反复荷载下， 试件 PCC- 02 与试 件 C- 02 的滞回曲线相比， 前者的滞回曲线形态更 加饱满稳定， 循环次数多， 变形能力强， 具有较好的 滞回特性和耗能能力， 可见在高轴压比下钢板栓筋 连接高强箍筋约束混凝土柱比现浇普通箍筋柱具有 更好的抗震性能。 ( 4) 在低轴压比 nt= 0. 2 时， 试件 PCC- 01 与 试件 C- 01 相比较， 以及在高轴压比 nt=0. 5 时， 试 件 PCC- 02 与试件 C- 02 相比较， 均具有相当的位 移延性。 ( 5) 在连接区， 由于四周钢板都封闭焊接在一 起， 钢板侧向约束连接区， 且水平栓杆受拉约束钢板 的外偏， 使连接区的混凝土形成三向受力状态， 提高 了连接区的承载力和延性， 使得高轴压比下滞回曲 线变好。 综上所述， 钢板栓筋连接节点施工简便易行， 结 构构造可靠， 力学性能优良。钢板栓筋连接高强箍 筋约束混凝土柱具有较好的抗震性能， 可以在实际 工程中推广应用。考虑到实际工程中框架柱受水平 双向地震作用， 因此连接节点内的水平栓筋可双向 布置以抵抗两个方向的水平地震作用。本文中仅布 置一个方向上的水平栓筋， 对于双向水平栓筋布置 的连接节点有待进一步研究。 参考文献 1 Precast and Prestressed Concrete InstitutePCI design handbook M 1978 2 薛伟辰 预制混凝土框架结构体系研究与应用进展 J 工业建筑， 2002， 32( 11) : 47- 50 3 史庆轩， 侯炜， 姜维山， 等 箍筋约束混凝土结构及其 发展展望 J 建筑结构学报， 2009( S2) : 109- 114 4 GB 500102010 混凝土结构设计规范S 北京: 中 国建筑工业出版社， 2011 5 李忠献， 张雪松， 丁阳 装配整体式型钢混凝土框架节 点抗震性能研究 J 建筑结构学报， 2005( 8) : 32- 38 空间结构分会成立二十周年庆祝大会暨技术交流会在杭州胜利举行 中国钢结构协会空间结构分会成立 20 周年暨技 术交流会于 2013 年 11 月 16 18 日在杭州胜利召开。 来自全国 180 个单位的 380 名代表参加会议， 是分会 成立以来规模最大的一次会议。会议得到了浙江东南 网架股份有限公司的大力支持。 16 日上午的开幕式由吴金志副秘书长主持， 分会 理事长张毅刚教授致开幕词; 分会秘书长薛素铎教授 对 2011 年以来的工作进行了汇报并对今后的工作进 行了部署; 应邀参会的杭州市萧山区人民政府洪关良 副区长致辞并对大会的召开表示祝贺; 总会刘万忠秘 书长代表上级协会致辞并祝贺分会 20 年来取得的成 就， 对分会发展提出殷切的期望。陈志华教授代表兄 弟协会致辞并对大会的召开表示祝贺。最后， 东南网 架集团郭明明董事长代表承办单位致辞。 分会成立 20 周年庆典在 16 日下午以茶话会的形 式进行。会上颁发了第八届“空间结构奖” 。庆典活 动中， 张毅刚理事长详细介绍了分会的发展历程， 分为 起步篇、 成长篇、 成熟篇、 发展篇和展望篇等五大部分。 回顾分会发展历程， 多位代表即席发言， 感概万分; 展 望未来， 大家相信“空间结构强国梦” 定能实现。会议 的技术交流采取特邀报告和分组发言的形式， 11 个大 会报告和三个小组的近 40 个发言对技术进步与行业 发展的成果进行了深入总结， 并提出了对下一步发展 的思考。 会议期间于 15 日晚召开了分会五届四次常务理 事会， 16 日中午召开了膜结构专业委员会三届二次全 体会议和网格结构专业委员会一届三次全体会议。17 日上午组织参观了正在施工的杭州奥体中心主体育 场， 东南网架公司对工程施工中的关键技术问题及难 点和施工措施进行了现场介绍。 大会闭幕式由薛素铎秘书长主持， 并对本次会议 进行了总结， 会议共收到贺词 15 份、 纪念文章 9 篇、 技 术论文摘要 54 篇、 论文全文 52 篇， 分别编印于纪念文 集和刻录于 U 盘中。名誉理事长蓝天致闭幕词， 他总 结本次会议既有对历史的回顾， 也有对未来的展望， 2003 年的换届大会是 “勇敢者的大会” ， 本次大会则是 “寻梦者的大会” ， 他以浪漫的科幻式设想给大家描绘 了美好的 “空间结构梦” 。 最后， 张毅刚理事长向承办单位东南网架公司赠 送了象征事业飞黄腾达的 “九龙壁” 牌匾。 84