方鋼管柱-H型鋼梁外加環(huán)式不等高梁節(jié)點(diǎn)非線性有限元分析.pdf

1、伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐步提升，綠色環(huán)保成為了這個(gè)時(shí)代的主題，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑逐步走入人們的視線。而由于鋼結(jié)構(gòu)建筑功能分區(qū)的不同，節(jié)點(diǎn)柱兩側(cè)梁的跨度往往會(huì)存在差異?；诮Y(jié)構(gòu)功能和工程經(jīng)濟(jì)方面考慮，本文提出了在跨度較小的一側(cè)選用梁高較小的H型鋼梁，將原有不等跨結(jié)構(gòu)的等高梁節(jié)點(diǎn)形式變?yōu)樽笥伊焊卟煌漠愋喂?jié)點(diǎn)，稱之為不等高梁節(jié)點(diǎn)。
　　基于已有不等高梁節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究成果，首先通過有限元軟件ABAQUS進(jìn)行有限元驗(yàn)證;在確

2、保有限元模型的可靠性后，對(duì)不等高梁節(jié)點(diǎn)的梁高比、柱寬厚比、軸壓比、梁柱寬度比、梁翼緣寬厚比、梁腹板高寬比以及節(jié)點(diǎn)域高寬比7參數(shù)進(jìn)行了有限元分析，比較單調(diào)加載條件下各參數(shù)對(duì)不等高梁節(jié)點(diǎn)域的破壞（屈服）模態(tài)、抗剪承載力、剪切力-剪切變形曲線（V-θ曲線）的初始剛度、屈服點(diǎn)及塑性點(diǎn)處應(yīng)力分布狀態(tài)的影響。得到以下主要結(jié)論:
　　(1)不等高梁節(jié)點(diǎn)有限元模型在單調(diào)荷載作用下的節(jié)點(diǎn)域V-θ曲線與試驗(yàn)骨架曲線吻合度較高，有限元參數(shù)分析用單調(diào)加載

3、替代試驗(yàn)原有的往復(fù)加載，分析各參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)域受力性能的影響。
　　(2)節(jié)點(diǎn)形式由等高梁節(jié)點(diǎn)調(diào)整為不等高梁節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力的下降明顯，而梁高比的降低對(duì)不等高梁節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力影響不明顯;節(jié)點(diǎn)域初始剛度隨梁高比的減小沒有明顯變化;節(jié)點(diǎn)域區(qū)域的高應(yīng)力區(qū)面積隨著梁高比的減小逐步減小，但節(jié)點(diǎn)在屈服點(diǎn)與塑性點(diǎn)處的高應(yīng)力區(qū)面積受柱寬厚比影響較大，柱寬厚比越大的節(jié)點(diǎn)其高應(yīng)力區(qū)面積越大;且節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力以及初始剛度隨著柱寬厚比的增加逐步減

4、小。
　　(3)隨著軸壓比的增加，節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力逐漸降低，節(jié)點(diǎn)域初始剛度變化不明顯。高軸壓比促使整個(gè)節(jié)點(diǎn)域提前進(jìn)入屈服狀態(tài)，但不同柱寬厚比的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入整體屈服所需軸壓比并不相同，柱寬厚比越小所需軸壓比會(huì)越大。
　　(4)不等高梁節(jié)點(diǎn)梁柱寬度比增加，節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力會(huì)增加，初始剛度和高應(yīng)力分布無(wú)明顯變化;梁翼緣寬厚比越小的不等高梁節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)域承載力越高，但節(jié)點(diǎn)域初始剛度變化不大，隨著梁翼緣寬厚比的減小，節(jié)點(diǎn)域高應(yīng)力區(qū)由節(jié)點(diǎn)域1