钢管混凝土组合柱—钢筋混凝土梁节点的力学性能研究

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钢管混凝土组合柱是我国自主研发的一种新型建筑结构构件。它较钢筋混凝土柱和钢骨混凝土柱具有更优良的抗压性能和抗震性能。目前组合柱节点研究较少,常用节点有环梁法、钢牛腿法以及钢板翅片转换型等连接方法,但是该节点的使用都存有局限性,基于此文章根据现有的某项工程为背景提出一种新型的穿筋节点连接方式。文章利用ABAQUS研究该类节点的力学性能。主要成果如下:(1)综合考虑了材料的本构、混凝土损伤、钢管和混凝土的接触、纵筋和混凝土的接触关系等,建立有限元模型,并利用其他文献试验数据验证文章的研究思路,通过模拟计算得出的数据与试验数据相比较发现两者的数据较吻合,保证了文章研究思路的准确性。基于此,文章针对节点开孔和加强措施分别建立了10个模型,通过计算得到了钢管混凝土组合柱-混凝土梁节的轴力位移曲线和各个材料的应力云图,针对承载力-位移曲线和组合柱应力云图分析了不同的开孔和加强方式对组合柱的影响。确定开孔600×900和600×100加横竖加劲板的的开孔方式较好,最后深入分析了两种节点的受力性能,通过比较钢管、混凝土、钢筋等在不同位移下的应力云图得出600×900加横竖加紧板的节点效果最好。(2)文章根据得出的最优开孔方式和加强方式进行往复荷载作用下的抗震性能分析,通过得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及累积耗能-相对位移曲线等分析表明穿筋节点有较好的抗震性能,另外使用同样的配筋建立相应的环梁节点,将两种节点的抗震性能比较得出穿筋节点的抗震性能较好。最后深入分析了穿筋节点在往复荷载作用下的受力状态,得出该节点有较好的强度,能满足强节点弱构件的原则。
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