側板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點受力性能研究.pdf

1、異形鋼管混凝土柱可使柱肢與填充墻等厚，避免室內(nèi)出現(xiàn)棱柱，具有較好的建筑使用功能。然而，異形鋼管混凝土結構梁柱節(jié)點類型偏少，難以滿足實際工程多樣化的需求，且設計方法不能完全滿足工程應用的需要。針對目前異形鋼管混凝土柱—鋼梁連接節(jié)點研究成果不系統(tǒng)、節(jié)點力學性能與施工便利性不能兩全且現(xiàn)有的節(jié)點類型較少的現(xiàn)狀，本文提出新型的側板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點形式，并采用數(shù)值模擬與理論分析相結合的方法，對其受力性能進行系統(tǒng)的研究。首先，采用 AB

2、AQUS有限元軟件建立本文提出的側板連接T形鋼管混凝土柱與鋼梁節(jié)點的精細化有限元模型；其次，對其進行數(shù)值模擬研究，探討節(jié)點的受力性能與傳力路徑；最后，對節(jié)點進行參數(shù)拓展分析，提出節(jié)點的優(yōu)化設計模型，具體進行以下三個方面的工作：
　　（1）提出側板連接 T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點的構造形式，并建立節(jié)點的精細化有限元模型。為了驗證該模型的有效性，建立與文獻資料試驗構件尺寸，材性均相同的6個組合T形鋼管混凝土柱的有限元實體模型，并對模型

3、分別進行軸心受壓的數(shù)值模擬分析。研究結果表明：組合T形鋼管混凝土有限元計算數(shù)值模擬曲線與試驗曲線吻合良好，證明本文建立的節(jié)點有限元模型中邊界條件、單元選擇、網(wǎng)格劃分及相關參數(shù)的選取較為合理，為側板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點的有限元數(shù)值模擬分析提供例證。
　?。?）對節(jié)點的精細化有限元模型進行單調(diào)加載模擬分析。模擬節(jié)點在試驗狀態(tài)下可達到的邊界約束條件及加載方式，在柱頂施加恒定的軸力并在梁端施加單調(diào)荷載，分析節(jié)點在荷載共同作用下的

4、應力分布規(guī)律及變形過程。研究結果表明：側板對T形鋼管混凝土柱的約束作用明顯，節(jié)點破壞形式主要表現(xiàn)為連接板未端梁翼緣發(fā)生屈服破壞，鋼管混凝土柱受拉區(qū)域有輕微起鼓現(xiàn)象，節(jié)點區(qū)域未出現(xiàn)明顯破壞。在鋼梁進入屈服狀態(tài)時，鋼管混凝土柱及節(jié)點區(qū)域仍處于彈性階段并具有良好的剛度，說明該節(jié)點滿足“強柱弱梁，節(jié)點更強”的設計要求。
　　（3）對節(jié)點的精細化有限元模型進行參數(shù)拓展分析?？紤]了軸壓比、材料屬性、鋼管寬厚比、連接板強度、側板長度等參數(shù)，研究