側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)受力性能研究.pdf

1、異形鋼管混凝土柱可使柱肢與填充墻等厚，避免室內(nèi)出現(xiàn)棱柱，具有較好的建筑使用功能。然而，異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)類型偏少，難以滿足實(shí)際工程多樣化的需求，且設(shè)計(jì)方法不能完全滿足工程應(yīng)用的需要。針對(duì)目前異形鋼管混凝土柱—鋼梁連接節(jié)點(diǎn)研究成果不系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能與施工便利性不能兩全且現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)類型較少的現(xiàn)狀，本文提出新型的側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)形式，并采用數(shù)值模擬與理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)其受力性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究。首先，采用 AB

2、AQUS有限元軟件建立本文提出的側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化有限元模型；其次，對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬研究，探討節(jié)點(diǎn)的受力性能與傳力路徑；最后，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)拓展分析，提出節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，具體進(jìn)行以下三個(gè)方面的工作：
　?。?）提出側(cè)板連接 T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式，并建立節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化有限元模型。為了驗(yàn)證該模型的有效性，建立與文獻(xiàn)資料試驗(yàn)構(gòu)件尺寸，材性均相同的6個(gè)組合T形鋼管混凝土柱的有限元實(shí)體模型，并對(duì)模型

3、分別進(jìn)行軸心受壓的數(shù)值模擬分析。研究結(jié)果表明：組合T形鋼管混凝土有限元計(jì)算數(shù)值模擬曲線與試驗(yàn)曲線吻合良好，證明本文建立的節(jié)點(diǎn)有限元模型中邊界條件、單元選擇、網(wǎng)格劃分及相關(guān)參數(shù)的選取較為合理，為側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)的有限元數(shù)值模擬分析提供例證。
　?。?）對(duì)節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化有限元模型進(jìn)行單調(diào)加載模擬分析。模擬節(jié)點(diǎn)在試驗(yàn)狀態(tài)下可達(dá)到的邊界約束條件及加載方式，在柱頂施加恒定的軸力并在梁端施加單調(diào)荷載，分析節(jié)點(diǎn)在荷載共同作用下的

4、應(yīng)力分布規(guī)律及變形過(guò)程。研究結(jié)果表明：側(cè)板對(duì)T形鋼管混凝土柱的約束作用明顯，節(jié)點(diǎn)破壞形式主要表現(xiàn)為連接板未端梁翼緣發(fā)生屈服破壞，鋼管混凝土柱受拉區(qū)域有輕微起鼓現(xiàn)象，節(jié)點(diǎn)區(qū)域未出現(xiàn)明顯破壞。在鋼梁進(jìn)入屈服狀態(tài)時(shí)，鋼管混凝土柱及節(jié)點(diǎn)區(qū)域仍處于彈性階段并具有良好的剛度，說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)滿足“強(qiáng)柱弱梁，節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)要求。
　?。?）對(duì)節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化有限元模型進(jìn)行參數(shù)拓展分析?？紤]了軸壓比、材料屬性、鋼管寬厚比、連接板強(qiáng)度、側(cè)板長(zhǎng)度等參數(shù)，研究