方鋼管柱-H型鋼梁外加強環(huán)式節(jié)點有限元分析.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)作為綠色、節(jié)能、環(huán)保建筑的代表，具有施工污染環(huán)境少、能耗低、材料回收利用率高、抗震性能好等綜合優(yōu)勢，在當今環(huán)境問題日益突出的時代中起著舉重若輕的作用。
　　在鋼結(jié)構(gòu)體系中，構(gòu)件與構(gòu)件的連接部位稱為節(jié)點，為鋼結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵所在，是整個鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重中之重。本文對基于塑性鉸外移理論提出的新型外加強環(huán)式節(jié)點進行了研究，該節(jié)點是將鋼梁插入上、下外加強環(huán)板之間與方鋼管柱接觸，再分別將鋼梁與方鋼管柱、鋼梁與外加強環(huán)板、方鋼管柱與外加強

2、環(huán)板焊接固定。
　　在已有試驗的基礎(chǔ)上，運用有限元分析軟件ABAQUS對試驗模型進行模擬計算比較，從而驗證有限元模型的可靠性。然后，改變節(jié)點的參數(shù)進行擴大參數(shù)計算，分析不同參數(shù)對應力云圖、滯回曲線、骨架曲線以及各構(gòu)件應力曲線等性能的影響。在此基礎(chǔ)之上，提出設(shè)計此類新型加強環(huán)節(jié)點的構(gòu)造建議。
　　主要結(jié)論如下：
　　(1)在柱端加載方式的基礎(chǔ)之上，對節(jié)點梁端加載方式進行模擬計算，其結(jié)果表明:當節(jié)點的柱子具有足夠的剛度和強

3、度沒有發(fā)生破壞時，節(jié)點采用柱端加載或梁端加載對結(jié)果的影響較小，可以忽略。
　　(2)加強環(huán)板的厚度對構(gòu)件的承載力及其滯回性能影響相對較大;加強環(huán)板外寬度對加強環(huán)板的應力分布及其高應力集中區(qū)分布有一定的影響;加強環(huán)板角度對加強環(huán)板的高應力集中區(qū)有影響，對于梁柱的影響幾乎可以忽略;加強環(huán)板翼緣邊角寬度主要是對外加強環(huán)板處的焊縫質(zhì)量有一定影響。
　　(3)本文的有限元模型中，方鋼管柱寬厚比大于18時，節(jié)點發(fā)生柱子的局部屈曲破壞，且

4、整個構(gòu)件的承載力明顯下降;當柱子的軸壓比超過0.3時，柱子會發(fā)生剪切破壞或者失穩(wěn)破壞。
　　(4)設(shè)計節(jié)點時，柱子的軸壓比限值應小于0.3，以免出現(xiàn)柱子發(fā)生剪切破壞;柱子的寬厚比小于18，避免柱子發(fā)生局部屈曲破壞;加強環(huán)板的厚度滿足td/tf≈1.0及td/tc≈0.8;加強環(huán)板的外寬度滿足Wd/D≈0.33;加強環(huán)板的翼緣邊角寬度滿足b/Bf≈0.33。
　　(5)在施工時，應先將加強環(huán)板在柱子確定的位置焊接，然后將梁伸入