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《鋼管混凝土柱節(jié)點試驗及非線性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、低溫建筑技術(shù)2012年第3期(總第165期)鋼管混凝土柱節(jié)點試驗及非線性分析李蔚，劉祖華(同濟大學(xué)結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所，上海200092)【摘要】針對某地下車站主體結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的鋼管混凝土柱一型鋼混凝土梁加強環(huán)式節(jié)點，根據(jù)相似原理對其進行靜力試驗研究，通過試驗了解此節(jié)點的承載能力和破壞機理；進而利用ANSYS有限元分析軟件對此試件進行了非線性數(shù)值模擬，對試驗和理論結(jié)果對比研究分析表明，該節(jié)點傳力路線明確，受力性能良好，滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的設(shè)計要求?！娟P(guān)鍵詞】梁柱節(jié)點；有限元分析；力學(xué)性能【中圖分類號】TU375【文獻標(biāo)識
2、碼】B【文章編號】1001—6864(2012)03—0024—04EXPERⅡENTALINVESTIGATIoNANDNoNLDEARFINITEELEMENTANALYSISoNTHEBEHAVIoRoFCFSTCoLUM【NJIONTUWei．LIUZu—hua(ResearchInstituteofStructuralEngi．a(chǎn)ndDisasterReductionofTongjiUniv．，Shanghai200092，China)Abstract：Inthispaper，basedontheprincipl
3、eofsimilitude，jointofSRCBeam—CFSTColumnwithringstifenersoftheundergroundstationisinvestigated．Basedonmonotonicloadingexperimentalinves．tigation，thefailuremechanismandultimatebearingcapacityofSRCBeam-CFSTColumnConnectionareanalyzed，then3Dnonlinearfiniteelementmodel
4、swereusedtoanalyzethemechanicalpropertiesofthisSRCBeam—CFSTColumnConnectionusingANSYS．Theanalysesoftheexperimentalandtheoreticalre—suitsshowthatthistypejointperformswellworkbehaviorandisreliabletocapacity．Keywords：columnjoint；finiteelementanalysis；mechanicsperform
5、ance目前隨著重載大跨建筑的迅速發(fā)展，鋼管混凝土頂層鋼骨橫梁與柱節(jié)點圖見圖1。節(jié)點各個部分柱或型鋼混凝土梁的組合結(jié)構(gòu)在我國高層建設(shè)中的的彈性模量通過剛度等效獲得，容重通過面積等效折應(yīng)用也越來越廣泛。節(jié)點是一種結(jié)構(gòu)體系的重要算得到，具體參數(shù)見表1、表2。組成部分，它對于保證結(jié)構(gòu)的整體性和計算模型的正表l梁柱結(jié)構(gòu)基本參數(shù)確性都有著舉足輕重的作用。合理、安全的節(jié)點型式也是推廣該組合結(jié)構(gòu)在建設(shè)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。文中主要利用實驗室縮尺模型試驗和非線性有限元數(shù)值分析相結(jié)合的方法對某地下車站采用的鋼管混凝土柱一型鋼混凝土梁節(jié)點設(shè)計
6、荷載作用下的力學(xué)性能以及破壞機理進行了模擬和研究，為節(jié)點的設(shè)計表2板和鋼管結(jié)構(gòu)基本參數(shù)和施工提出合理、可行性建議。1工程概況某大型車站主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆勁性鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，跨度較大的梁采用型鋼混凝土梁，柱均采用鋼管混凝土柱。由于此工程中主體結(jié)構(gòu)屬于超大超深，經(jīng)簡單復(fù)核發(fā)現(xiàn)在正常工作狀態(tài)下頂層鋼管混2試驗研究凝土柱節(jié)點區(qū)域會出現(xiàn)較為明顯的內(nèi)力集中現(xiàn)象，為2．1試驗方案了保證結(jié)構(gòu)在正常工作條件下的安全性，研究此節(jié)點根據(jù)相似原理，試驗?zāi)Ｐ痛笮〔捎门c實際結(jié)構(gòu)1：力學(xué)性能和破壞機理就顯得極為重要了。5的模型比例，試件的梁和柱尺寸根
7、據(jù)反彎點位置確李蔚等：鋼管混凝土柱節(jié)點試驗及非線性分析定，組成一個平面十字形帶樓板的節(jié)點模型。在模型3試驗結(jié)果及分析設(shè)計中，材料的彈性模量和泊松比等與實際結(jié)構(gòu)相3．1梁端荷載一撓度曲線同。節(jié)點由上下加強環(huán)、徑向加勁肋及混凝土部分型鋼混凝土橫梁梁端荷載-撓度曲線見圖2。型組成。鋼混凝土梁從加載到破壞大致經(jīng)歷了三個階段：(1)加載初期，型鋼混凝土橫梁截面未開裂時l∞ⅢI橫梁試件表現(xiàn)為彈性變形特征，當(dāng)荷載到達360kN時，橫梁受拉側(cè)環(huán)繞鋼管混凝土柱部位發(fā)現(xiàn)微裂縫，>一S．--’·I．。?！海海号隼洝?一從梁端荷載一撓度曲線看，
8、撓度增長近似為直線。一’●1¨●■一■、j■■髓"一∞：J＼．，
9、I．蘭●＼牌引f_引．_r，●，●j●引，J。Z·．．，．．．。暴I·’：挺}4型b圖1地下一層型鋼混凝土橫梁一柱節(jié)點圖撓度／ram試驗中梁、板及加強環(huán)環(huán)梁采用CA0混凝土，抗圖2型鋼混凝土橫梁粱端荷載一撓度曲線壓強度為35．4MPa，鋼
