鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁節(jié)點力學性能的有限元模擬.pdf

1、鋼管混凝土柱作為目前結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域研究和應(yīng)用熱點問題之一，在實際工程如何使用鋼管混凝土柱優(yōu)良的力學特性，其關(guān)鍵在于柱與梁合理的節(jié)點連接方式。本文通過對四組鋼管混凝土柱的抗壓模擬和五組鋼管混凝土柱的扭轉(zhuǎn)模擬，以及對四種節(jié)點形式三種工況下的加載計算后，對四種節(jié)點力學性能進行了對比分析，然后在已有的節(jié)點形式的基礎(chǔ)上，提出了節(jié)點的改進方案。本文主要包括以下內(nèi)容:
　　1、用ANSYS對鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)進行有限元模擬，進行柱頂面豎向位移加載以

2、及扭矩加載。與實驗中得到的全程荷載-位移曲線作為對比，來檢驗在鋼管混凝土柱建模過程中混凝土本構(gòu)關(guān)系、鋼材本構(gòu)關(guān)系選擇、單元選擇、網(wǎng)格劃分等的合理性。
　　2、在三種加載方式下對CFST柱梁節(jié)點中梁貫通式節(jié)點、柱貫通式節(jié)點、普通穿心式節(jié)點、鋼筋穿心式節(jié)點進行了有限元模擬。對各種加載方式下節(jié)點區(qū)域鋼管、混凝土、鋼筋的應(yīng)力分布做了比較分析，分析發(fā)現(xiàn)在豎向加載條件下鋼管混凝土柱的整體受力性能相差不大，其中鋼管混凝土柱貫通式節(jié)點在節(jié)點區(qū)域的

3、力學性能表現(xiàn)良好;而在梁端水平加載過程中，四種節(jié)點在梁端與環(huán)形梁連接位置的混凝土主應(yīng)力較大，需要對該區(qū)域進行加強處理;在單向水平載荷條件下，鋼管混凝土柱貫通式節(jié)點同樣體現(xiàn)了該連接方式下其力學性能的優(yōu)異性。
　　3、對四種不同節(jié)點分析后，在鋼管混凝土柱貫通式節(jié)點的基礎(chǔ)上，保留節(jié)點連接處環(huán)形梁的設(shè)置，在節(jié)點區(qū)域豎向方向設(shè)置內(nèi)鋼管，以加強由于鋼管在此區(qū)域不連續(xù)引起節(jié)點的削弱，在方形梁與環(huán)梁連接處對該處鋼筋進行加密處理，用以保證鋼筋上的拉