外包鋼加固混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究.pdf

1、本課題的研究是基于一個(gè)工程難題——工業(yè)廠房增層改造過程中外包鋼加固混凝土柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“本節(jié)點(diǎn)”)的處理。構(gòu)成本節(jié)點(diǎn)的柱是經(jīng)過外包型鋼加固的原有混凝土柱，梁則是新增的鋼梁。設(shè)計(jì)這種特殊的節(jié)點(diǎn)并且理清節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中力的傳遞是工程實(shí)踐對(duì)科技工作者提出的要求。本文針對(duì)問題，提出了加固改造中鋼梁混凝土柱剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案——力圖同時(shí)解決在原有混凝土框架結(jié)構(gòu)中新增鋼結(jié)構(gòu)樓層的節(jié)點(diǎn)處理和抗震處理問題。 本文根據(jù)一般的工程結(jié)構(gòu)理論，同

2、時(shí)在參考相關(guān)節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種可行的外包鋼加固混凝土柱與鋼梁連接的剛性節(jié)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究。根據(jù)試驗(yàn)得出節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)力曲線、延性系數(shù)以及節(jié)點(diǎn)局部應(yīng)力應(yīng)變，綜合地研究了本節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能。 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用通用有限元軟件ANSYS對(duì)試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性精細(xì)有限元分析。有限元法的分析能力很強(qiáng)，但實(shí)際工程問題很復(fù)雜，計(jì)算分析中在盡量符合實(shí)際情況的前提下，對(duì)物理模型和材料力學(xué)性能的數(shù)學(xué)

3、模型進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化和假定。通過數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比表明有限元模型基本上能夠反映實(shí)際力學(xué)情況。同時(shí)根據(jù)有限元的結(jié)論并參考試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出本剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是合理的，具備較大的承載能力和變形能力。 本節(jié)點(diǎn)的特殊性決定了節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的復(fù)雜性，為了著重考察各種參數(shù)對(duì)本節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響，變換并組合各組參數(shù)，其中參數(shù)變化包括：隔板的厚度，隔板的寬度，端板的厚度，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)每組參數(shù)所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)方案建立有限元數(shù)值模型，且提出了