芯鋼管混凝土節(jié)點受力性能的非線性有限元分析.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)目前在高層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣，但是鋼管混凝土柱與梁板的連接還存在著諸多問題，特別是鋼管混凝土柱與梁的連接節(jié)點成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。因此，對鋼管混凝土梁柱節(jié)點受力性能開展深入地研究將有助于推動其工程設(shè)計和應(yīng)用。鋼管混凝土柱—芯鋼管節(jié)點是一種新型的節(jié)點形式，這種節(jié)點將鋼管混凝土柱的鋼管在節(jié)點區(qū)間斷，在節(jié)點區(qū)設(shè)置芯鋼管，使梁中的縱筋在節(jié)點中直通、梁與節(jié)點區(qū)混凝土成為一體可靠的傳遞梁中的彎矩、剪力及軸力。本文

2、繼“半連通鋼管混凝土柱—芯鋼管角節(jié)點模型試驗研究”之后，利用數(shù)值分析方法彌補(bǔ)模型試驗數(shù)量少的缺陷。本文主要包括以下內(nèi)容： 1介紹了非線性有限元法的基本理論，即非線性方程組的解法、非線性分析在ANSYS程序中的實現(xiàn)及ANSYS分析問題的基本過程，為芯鋼管混凝土節(jié)點的建模做了準(zhǔn)備； 2利用大型通用有限元分析軟件ANSYS，在選擇合理的材料本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，建立了14個芯鋼管角節(jié)點模型； 3在軸向荷載作用下，通

3、過對14個芯鋼管角節(jié)點模型的豎向承載力、節(jié)點荷載—位移曲線、節(jié)點各個部分應(yīng)力分布云圖的數(shù)值分析得出：①節(jié)點區(qū)周邊框架混凝土梁對節(jié)點的約束作用很小，可以忽略不計；②節(jié)點的豎向承載力隨著芯管壁厚的增大而增大；③節(jié)點的豎向承載力隨著芯鋼管直徑的增大而減小；④隨著節(jié)點豎向鋼筋和環(huán)形箍筋直徑的增大，節(jié)點的豎向承載力也有所增長，但增大的幅度不大。 由于時間的限制，本文只對節(jié)點在軸向荷載作用下的受力性能進(jìn)行了非線性有限元分析，對于其它受力狀態(tài)