新型方钢管混凝土柱—钢梁节点的静力性能研究

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方钢管混凝土结构是钢管混凝土结构中重要类型之一,其工程应用范围日益广泛,并取得了良好的经济和社会效益;而对种类繁多的节点研究还不够完善。本文针对一种新型实用的方钢管混凝土柱与H型钢梁的外隔板节点,通过试验、理论分析和计算机数值模拟等方法,对该节点静力性能进行了系统的研究。主要包括以下内容:首先对方钢管混凝土梁柱中柱节点进行单调静力加载试验,分析节点的破坏形态,得到柱顶荷载-位移的曲线。接着借鉴现有的理论分析和实验研究成果,分析新型方钢管混凝土柱-钢梁外隔板节点传力机理、破坏形态和工作性能,选取节点梁翼缘受拉模型,研究其静力力学性能;运用屈服线理论提出节点抗弯、抗剪承载力计算公式。其次,利用非线性有限元的方法进行理论分析,建立合理的钢材与混凝土的弹塑性本构模型;采用大型通用结构分析程序ANSYS8.0对该节点进行三维实体的计算机模拟,通过合理的建模、参数设置,有效的网格划分,给出方钢管混凝土节点在单调荷载作用下荷载—位移曲线,并与试验曲线进行比较,分析节点在单调加载作用下的受力性能;初步探索核心混凝土强度和轴压比对节点力学性能的影响。最后,参考相关设计和质量验收规范,提出新型节点的设计建议;并得出结论,该节点从ANSYS计算机模拟的结果来看,具有良好的受力性能和推广应用的价值。
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