钢管混凝土肩梁节点理论分析与实验研究

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工业厂房中的工形截面上柱与钢管混凝土下柱通常采用肩梁节点连接。其边柱肩梁节点一般分为上柱外翼缘与下部钢管混凝土柱相切或相割两种形式。无论哪一种形式,肩梁节点的节点域都比较大,应力十分复杂,应力集中严重。目前对于边柱肩梁节点的研究几乎无文献报道,因此研究边柱肩梁节点具有重要意义。依据实际工程,同时考虑材料非线性,建立了边柱肩梁节点的有限元模型。文章采用数值模拟方法分别研究了节点承载力、肩梁腹板翼缘及加劲肋中应力分布、柱肢中应力分配、腹板厚度对节点承载力影响,及肩梁节点滞回性能。最后制作试件,用试验的方法研究了荷载作用下肩梁腹板、翼缘及加劲肋中各种应力分布情况,并与有限元计算结果进行了对比分析。研究表明:两种肩梁节点内应力分布规律基本相同,与实验结果比较吻合,在应力峰值上有所差异;无论哪种形式肩梁节点模型,剪切破坏都是主要破坏方式;不同肩梁节点模型加劲肋中应力分配峰值有明显差异;外部荷载对肩梁柱肢中应力分配不起作用,柱肢应力按刚度分配;肩梁节点模型滞回曲线饱满,有较好的动力性能;腹板厚度在一定范围内可提高节点承载力和刚度。
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