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异形截面钢管混凝土柱框架体系是近几年来出现的一种全新的结构形式,因其梁、柱截面在居住室中没有凸出墙面,不但能节省建筑面积,而且使居室整齐美观,能够满足现代人们对住宅的要求,已在我国多高层住宅建筑中得到了广泛的应用。
节点是框架体系中受力十分复杂的部位,起着传递、分配内力和保证结构整体性的作用。国内外大量资料也显示,在地震作用发生时,因节点的破坏而致使结构整体破坏的实例很多,所以节点是框架结构的关键部位,对结构的整体抗震性能产生重要的影响。
目前,国内外对异形截面钢管混凝土框架节点的研究工作还很少,尤其是对其抗震性能的研究。本文依托2009年度国家自然科学基金项目“异形截面钢管混凝土柱一钢梁节点力学性能与设计方法”(项目批准号为50978033),设计并制作了四根T形截面钢管混凝土柱与工字形钢梁连接的外加强环式顶层边节点,在试验研究的基础上,利用大型通用软件ABAQUS建立了与之相对应的有限元节点试件模型,并对其进行低周往复荷载作用下的全过程分析。根据有限元数值模拟得出的结果,分析了各节点在受力过程中的破坏机理和应力分布情况,以便明晰节点的微观应力状态和宏观变形形态;且将理论结果与试验结果进行了对比,两者吻合较好。本文还通过参数分析,考察了轴压比、混凝土强度等级、钢材屈服强度,钢管壁厚的变化对节点滞回性能的影响,为全面研究异形柱节点提供了一定的基础。
现行的规范和技术规程均没有给出关于异形截面钢管混凝土柱-钢梁节点的设计方法与抗剪承载力计算公式的规定,因此本文按照刚度等效的原则,将T截面简化成了方形截面,对其节点域的抗剪承载力计算公式进行了较为初步的探讨,提出了混凝土等效影响系数ζc和钢管等效影响系数ζs,对已有的计算公式进行了修正,但具有一定的片面性,还有待做进一步的研究。
节点是框架体系中受力十分复杂的部位,起着传递、分配内力和保证结构整体性的作用。国内外大量资料也显示,在地震作用发生时,因节点的破坏而致使结构整体破坏的实例很多,所以节点是框架结构的关键部位,对结构的整体抗震性能产生重要的影响。
目前,国内外对异形截面钢管混凝土框架节点的研究工作还很少,尤其是对其抗震性能的研究。本文依托2009年度国家自然科学基金项目“异形截面钢管混凝土柱一钢梁节点力学性能与设计方法”(项目批准号为50978033),设计并制作了四根T形截面钢管混凝土柱与工字形钢梁连接的外加强环式顶层边节点,在试验研究的基础上,利用大型通用软件ABAQUS建立了与之相对应的有限元节点试件模型,并对其进行低周往复荷载作用下的全过程分析。根据有限元数值模拟得出的结果,分析了各节点在受力过程中的破坏机理和应力分布情况,以便明晰节点的微观应力状态和宏观变形形态;且将理论结果与试验结果进行了对比,两者吻合较好。本文还通过参数分析,考察了轴压比、混凝土强度等级、钢材屈服强度,钢管壁厚的变化对节点滞回性能的影响,为全面研究异形柱节点提供了一定的基础。
现行的规范和技术规程均没有给出关于异形截面钢管混凝土柱-钢梁节点的设计方法与抗剪承载力计算公式的规定,因此本文按照刚度等效的原则,将T截面简化成了方形截面,对其节点域的抗剪承载力计算公式进行了较为初步的探讨,提出了混凝土等效影响系数ζc和钢管等效影响系数ζs,对已有的计算公式进行了修正,但具有一定的片面性,还有待做进一步的研究。