鋼管混凝土柱-鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)抗剪性能數(shù)值模擬

《鋼管混凝土柱-鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)抗剪性能數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、第28卷第3期土木工程與管理學(xué)報(bào)Vo1．28No．32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．2011鋼管混凝土柱一鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)抗剪性能數(shù)值模擬史艷莉，謝娜，王文達(dá)，張鵬鵬(蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州730050)摘要：為了研究鋼管混凝土柱一鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)的抗剪性能，采用ABAQUS軟件對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過對(duì)大量的典型算例進(jìn)行數(shù)值模擬，驗(yàn)證模型的合理性。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)規(guī)范所規(guī)定的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的一般原則，建立鋼管混凝土柱一鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)的有限元典型試件模型，并對(duì)該模型進(jìn)行單調(diào)加載下的全過程分析。依據(jù)

2、所得到的有限元數(shù)值模擬結(jié)果，分析節(jié)點(diǎn)宏觀的破壞形態(tài)以及微觀的剪力一剪切變形關(guān)系，以此來明晰節(jié)點(diǎn)的受剪機(jī)理，從而為抗剪設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土；環(huán)板節(jié)點(diǎn)；數(shù)值模擬；抗剪性能中圖分類號(hào)：TU398．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-0985(2011)03-0183-05近年來，隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，其在工出了圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)抗剪承載力公式，并進(jìn)行程上的應(yīng)用越來越多，隨之對(duì)其理論的研究也越了有限元分析；肖萬松等對(duì)帶內(nèi)隔板的矩形鋼來越多。目前，國內(nèi)外的研究人員對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗震管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論和有限元分析，并推導(dǎo)性能進(jìn)行了一定的實(shí)驗(yàn)研究和理論研究

3、，但是對(duì)了節(jié)點(diǎn)的受剪承載力公式；高春彥等對(duì)內(nèi)隔板節(jié)點(diǎn)的抗剪性能研究還不成熟，有待于完善，主要式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了分析計(jì)算，推導(dǎo)了其受剪承載力的還存在以下幾個(gè)方面的問題：(1)由于鋼管混凝疊加公式；聶建國和徐桂根建立了方鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的抗剪機(jī)理比較復(fù)雜，再加上存在加強(qiáng)環(huán)、土節(jié)點(diǎn)抗剪受力模型，并進(jìn)行了有限元分析，結(jié)果鋼牛腿等構(gòu)件，使得節(jié)點(diǎn)受力更加復(fù)雜；(2)以前證明與實(shí)驗(yàn)曲線吻合良好。的節(jié)點(diǎn)分析大多數(shù)是將鋼管和混凝土分開考慮，國外主要有：Cheng和Chung對(duì)5個(gè)十字型沒有充分考慮兩者的協(xié)同作用；(3)在梁端變形的鋼管混凝土梁柱連接節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行試驗(yàn)分析，分析中，節(jié)點(diǎn)的剪

4、切變形是重要的組成部分，而以考慮了軸力對(duì)受剪性能的影響；Nishiyama等對(duì)前的研究人員對(duì)節(jié)點(diǎn)的剪切變形研究相對(duì)較少。影響節(jié)點(diǎn)抗剪的因素進(jìn)行了分析；Fukumoto和本文考慮這幾個(gè)方面的問題，對(duì)鋼管混凝土柱一鋼Morita對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，提出了基于疊梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)的抗剪受力進(jìn)行了數(shù)值模擬，以此來加原理的抗剪承載力計(jì)算方法。明晰節(jié)點(diǎn)的受剪機(jī)理，從而為以后的研究工作提供一定的依據(jù)。2鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)受剪狀態(tài)節(jié)點(diǎn)抗剪的研究概述在荷載作用下，鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點(diǎn)與普通混凝土框架節(jié)點(diǎn)的受力情況是相似的lLj，它不目前，國內(nèi)外研究人員對(duì)鋼管混凝土梁柱節(jié)僅要承受由柱

5、端方向傳來的軸力、彎矩、剪力，而點(diǎn)的抗剪性能進(jìn)行了一定的研究。國內(nèi)主要有：且要承受梁端方向傳來的彎矩及剪力，由于梁承周天華等?對(duì)內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論和有限受的軸力較小，可以忽略不計(jì)。方鋼管混凝土一鋼元分析，并給出了節(jié)點(diǎn)受剪承載力公式；范曉燕梁節(jié)點(diǎn)的剪力由混凝土和鋼管壁共同承擔(dān)，節(jié)點(diǎn)等對(duì)高層鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了理論分在水平剪力作用下產(chǎn)生剪切變形¨，其受力變形析，提出了節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力公式；徐夢(mèng)琴和許成如圖1。祥探討了影響節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的主要因素，提節(jié)點(diǎn)的剪切變形為：收稿日期：2011-07—27作者簡(jiǎn)介：史艷莉(1977)，女，河北涿州人，副教授，碩士，研

6、究方向?yàn)殇撆c混凝土組合結(jié)構(gòu)(Email：ceshiyl@163．con1)基金項(xiàng)目：甘肅省高等學(xué)?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(0904ZTBI47)；蘭州理工大學(xué)科研發(fā)展基金(201002)·184·土木工程與管理學(xué)報(bào)2011年時(shí))，柱端只約束平面外的2方向線位移。一單元的接觸在Interaction功能模塊里定義。}I鋼管與混凝土采用面椅接觸；鋼管和鋼梁采用綁I定約束；混凝土和加載板采用綁定約束；加載板和I鋼管采用殼體一實(shí)體耦合約束。．．●—環(huán)板處有轉(zhuǎn)角，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，在劃分網(wǎng)格時(shí)應(yīng)將環(huán)板處切割成幾部分，使網(wǎng)格更均勻。加(a)受力示意圖載分為兩個(gè)步驟，第一步先加柱頂?shù)?/p>

7、軸力，第二步在左右梁兩端加豎向反對(duì)稱位移。3．2算例對(duì)比選取了杜培源?的方鋼管混凝土中柱節(jié)點(diǎn)SJ-01c試件進(jìn)行算例比較。加載方式為柱頂施加斗，●叫●_1L恒定軸力，再在梁端加豎向反對(duì)稱荷載。計(jì)算結(jié)————————4果與試驗(yàn)結(jié)果比較如圖2所示，可見曲線吻合良(b)節(jié)點(diǎn)域變形示意圖好。柱：口×f=200X8mm圖l鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)受力變形示意圖梁：H248~124~5×8n=235N／mm。，至fc．=20N／mmV~b+b2(1)：：：藕挺釋其中h為節(jié)點(diǎn)域沿梁方向的高度，b為節(jié)點(diǎn)域?qū)掅埽囼?yàn)度，為節(jié)點(diǎn)域沿對(duì)角線方向的平均變形：、．，夕??一計(jì)算=(2)由節(jié)點(diǎn)

8、靜力平衡方程可得節(jié)點(diǎn)剪力為：粱端位移／