新型方鋼管混凝土柱-外包U形鋼混凝土梁節(jié)點抗剪性能研究.pdf

1、方鋼管混凝土柱-外包U形鋼混凝土組合梁構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系是近些年新興的一種鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)形式，具有承載力高、剛度大、穩(wěn)定性好、施工便捷、綜合效益高等優(yōu)點，已越來越受到工程界和學術(shù)界的普遍關(guān)注。本文基于本課題組提出的方鋼管混凝土柱-外包 U形鋼混凝土組合梁隔板貫通鋼筋截斷式節(jié)點，提出了改善負彎矩鋼筋與鋼管柱連接處受力性能的一種新型節(jié)點形式-隔板貫通鋼筋套筒式節(jié)點，并利用ABAQUS有限元分析軟件對新型節(jié)點進行了抗剪性能的研究，主要有如下工

2、作和成果：
　?。?）利用ABAQUS軟件對本課題組完成的方鋼管混凝土柱-外包U形鋼混凝土組合梁隔板貫通鋼筋截斷式節(jié)點試驗進行了低周往復荷載作用下的有限元模擬，有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果在節(jié)點變形、應(yīng)力分布、破壞形態(tài)、滯回曲線以及骨架曲線等方面均吻合較好。
　　（2）基于驗證的有限元模型，針對新型節(jié)點試件，設(shè)計了發(fā)生節(jié)點域剪切破壞的有限元試件，對其進行三維非線性有限元分析，探討了節(jié)點的破壞形態(tài)和節(jié)點變形，較為精確地分析了節(jié)點的

3、應(yīng)力分布規(guī)律、傳力機制以及抗剪承載力。研究結(jié)果表明：節(jié)點核心區(qū)由原來的矩形變成了平行四邊形，節(jié)點發(fā)生了明顯的剪切變形；節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力主要由核心區(qū)方鋼管柱腹板和混凝土共同承擔，核心區(qū)混凝土主要在沿對角線方向形成“斜壓桿”來抵抗梁端翼緣的壓力；而核心區(qū)鋼管柱腹板則主要通過在對角線形成“斜拉桿”來抵抗節(jié)點的外力。
　?。?）對新型節(jié)點進行抗剪承載力參數(shù)化分析，研究影響節(jié)點抗剪承載力的主要因素和影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：混凝土翼板的

4、厚度、柱截面含鋼率、鋼管柱鋼材強度對節(jié)點域極限抗剪承載力的影響較大；鋼管柱混凝土強度以及貫通隔板的厚度對節(jié)點極限抗剪承載力的影響有限；當軸壓比為0-0.3時，適當增大方鋼管混凝土柱的軸壓比可在一定程度上提高節(jié)點的極限抗剪承載力，當軸壓比為0.3-0.6時，軸壓比對節(jié)點極限抗剪承載力的影響不大；混凝土翼板的寬度對節(jié)點極限抗剪承載力幾乎沒有影響。
　?。?）提出新型節(jié)點的極限抗剪承載力簡化公式，并將簡化公式的計算結(jié)果與有限元計算結(jié)果進