矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析
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带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁节点受力性能的非线性有限元分析周天华1,郭彦利1,卢林枫1,何保康2, (1.长安大学,陕西西安710061; 2. 西安建筑科技大学,陕西西安710055;)Email: zhouth163@摘要:本文利用三维实体单元,对“带内隔板方钢管混凝土柱-钢梁节点”建立了同时考虑几何非线性、高强螺栓连接的面—面接触非线性、各种材料非线性等因素的有限元理论分析模型,模拟分析了单调加载和低周反复加载时节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布和混凝土开裂情况,以弥补试验中无法直观地了解各细部受力情况和改变各种参数进行对比的缺陷;考察了轴压比大小、混凝土强度等因素对节点受力性能的影响,根据理论与试验结果分析,提出了设计和改进建议。
关键词: 方钢管混凝土柱;梁柱节点;受力性能;非线性有限元1 前言方钢管混凝土柱-工形钢梁框架结构以其诸多优点在国内已开始推广应用,带内隔板的矩形钢管混凝土柱与钢梁连接的节点构造已被我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》 [1]列为推荐形式,针对这种构造形式的节点:1999~2002年同济大学做了方钢管混凝土柱与钢梁全焊接连接的模型试验和理论研究,包括模拟柱与梁的受拉翼缘连接的十字形单调拉伸试验、柱与梁连接的组合体试件的低周反复加载试验[2,3];2001~2004年本项目以杭萧钢构股份有限公司的国家重点技术创新项目—“高层建筑钢—混凝土组合结构产业化”及杭州瑞丰国际商务大厦试点工程为背景,在国内首次进行了6个带内隔板的梁柱节点的足尺模型的拟静力试验和理论研究[4,5]。
本文利用ANSYS通用程序,建立同时考虑大变形的几何非线性、高强螺栓连接的面—面接触非线性、材料非线性等三重非线性因素的有限元理论分析模型,通过合理的单元选取和网格划分,结合试验研究[4]对梁柱对接焊接、栓焊连接两类节点模拟分析单调加载和低周反复荷载作用下的受力性能,以期达到如下目的:(1)较为精确地分析节点区应力分布,弥补试验中无法直观地了解各细部受力情况和改变各种参数进行对比的缺陷,(2)考察轴压比大小、混凝土强度等级变化等因素对节点单调加载及滞回性能的影响,(3)提出节点设计初步建议。
火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究共3篇火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究1火灾是建筑物中最常发生的灾害之一,可能对结构件产生很大的影响。
本文将探讨火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能研究。
随着近年来钢管混凝土结构的广泛应用,钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能一直是研究的热点。
而火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点从微观和宏观两个方面受到了很大的影响。
在微观方面,钢管混凝土柱—钢梁节点中的钢筋会因为高温而产生一定程度的软化和塑性韧性降低;混凝土也会因为高温而发生水化反应减弱,失去强度。
因此,这些因素加起来会降低节点连接部位的抗弯刚度和承载能力。
在宏观方面,火灾作用后的节点存在各种不同的破坏模式。
例如,节点可能会出现脆性破坏,也可能会出现韧性破坏。
在脆性破坏情况下,节点连接部位的刚度和承载能力减少很多;而在韧性破坏情况下,节点失去的承载能力主要来自于裂缝扩展和混凝土剥落。
针对以上这些因素,许多研究者进行了广泛的研究。
其中,一些研究聚焦于不同钢管混凝土节点类型的火灾性能,如框架节点、框架—框支节点、框架—剪力墙节点等。
研究发现,这些不同类型的节点在高温下的承载能力和抗弯刚度有很大差异。
此外,一些研究还针对节点的流变性质进行了深入研究。
例如,在环向加载下,钢管混凝土节点的应力、应变关系存在与普通混凝土不同的特点。
这些研究对于理解节点在火灾作用下的力学性能提供了重要的依据。
此外,还有越来越多的研究将数值模拟和实验相结合,以更加深入地了解火灾作用下的节点性能。
数值模拟的方法可以预测节点在高温下的受力变形,并研究节点承载能力和抗震性能等方面的性能。
而实验可以验证这些数值结果,并为数值模拟提供实验数据。
综上所述,火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点受到许多因素的影响,包括微观和宏观方面。
人们开展了广泛而深入的研究,以进一步了解这些因素对节点性能的影响,并寻找改进和防范的方法。
这对我们提高设计和防火技术能力、确保建筑物安全具有重要意义。
方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点受力性能分析一、引言A. 研究背景B. 目的和意义C. 国内外研究现状二、方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点设计方案A. 连接节点设计原则B. 方钢管混凝土柱设计方法C. H型钢梁栓接双T板设计方法三、连接节点受力分析A. 受力情况分析B. 等效应力法分析C. 有限元模拟分析四、节点抗震性能分析A. 叠合细观模型B. 轴向荷载作用下节点抗震性能分析C. 地震作用下节点抗震性能分析五、结论及展望A. 结论B. 展望未来研究方向注:以上为提纲,具体内容需根据题目要求和实际研究深入拓展。
第一章:引言一. 研究背景随着建筑业的飞速发展,越来越多的高层建筑被兴建。
因此,抗震性能成为关注的重点之一。
连接节点是建筑结构中最容易受到外部压力和力的区域,连接节点的抗震性能对整个结构的抗震性能具有重要影响。
二. 目的和意义本研究旨在分析方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点的受力性能,并进一步提高连接节点的抗震性能,以保障建筑结构的整体稳定性。
三. 国内外研究现状国内外已有许多关于连接节点抗震性能的研究。
国外学者认为,双板或多板连接节点的梁端板的作用是将纵向力转移到两个梁端板之间的扣板上。
而国内主要聚焦于预制构件、钢结构连接节点等,对于方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点的研究还比较少。
在此背景下,本文以方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点为研究对象,探讨其受力性能,提高连接节点的抗震性能,为建筑结构的抗震设计提供理论支持。
第二章:方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点设计方案A. 连接节点设计原则连接节点作为建筑结构的关键部分,其设计应尽可能简单可靠,且满足设计规范的要求。
同时,连接节点的设计应考虑以下原则:1. 维持连接节点的完整性和连贯性;2. 保持材料利用率的高效性;3. 设计应充分考虑结构的受力特点,以实现设计的可靠性和经济性。
B. 方钢管混凝土柱的设计方法方钢管混凝土柱由钢管和混凝土组成,既具有钢管的刚性和可靠性,又有混凝土的承载能力。
学校代码10530学号201013011636分类号TU398+.9密级硕士学位论文型钢混凝土柱型钢混凝土柱--型钢混凝土梁节点受力性能的有限元分析学位申请人张福军指导教师陈俊副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构设计理论研究二〇一三年四月二十日Finite E lement A nalysis of M echanical Behavior of S teel R einforced C oncrete Column-S teel R einforced C oncrete B eamJ ointCandidate Zhang FujunSupervisor Associate Professor Chen JunCollege College of Civil Engineering and MechanicsProgram Design theory study of concrete structureSpecialization Structural Engineering Degree Master of Engineering University Xiangtan University Date April,2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
钢管混凝土柱与钢梁节点性能研究张燕1,李政2(1.河套学院,内蒙古巴彦淖尔015000;2.杭锦后旗自然资源局,内蒙古鄂尔多斯015400)一、引言随着我国高层、超高层建筑技术的迅速发展,钢管混凝土结构因其承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能较强、经济效果较好而发展迅速[1]。
由于梁柱节点是各种力的交汇之处,节点受力模式较一般构件更为复杂,特别是在地震的作用下,节点的受力更为复杂,而且节点联系着多个构件,故其失效的后果更为严重,因此,节点受力是否合理直接关系到结构的安全可靠性。
本文本着这一目的进行了试验研究。
二、试验概况(一)试验方法本试验采用拟静力试验方法对矩形钢管混凝土柱与钢梁外加强环式节点进行抗震性能研究。
进行结构的拟静力试验,主要目的是,在考虑地震的作用时,确定结构构件的恢复力计算模型,通过试验测得滞回曲线,由滞回曲线所包围的面积求得结构的等效阻尼比,从而可以衡量结构的耗能能力,同时在分析计算中还可得到骨架曲线,由上面的数据可以判断和鉴定结构的抗震性能。
(二)试件设计与制作试验选取框架中的边中柱节点,钢梁和钢管混凝土柱的长度都取到其反弯点处,再按一定的比例缩放,比例取为1∶3。
四个试件的节点都采用外加强环式节点[3],试件参数见表1。
(三)试验装置和加载制度本试验采用拟静力试验方法进行加载。
根据《建筑抗震试验方法规程》[6](JGJ101-96),采用控制位移和控制力的混合加载法。
试验进行时,将竖向荷载逐级加到预定值,之后保持竖向荷载不变,水平荷载采用荷载———位移混合控制的加载制度。
三、试验结果及分析(一)骨架曲线骨架曲线能够反映结构的强度、变形性能,它是取荷载———位移曲线每一加载级第一循环峰值点连成的曲线[3]。
图1所示为SJ1、SJ2、SJ3及SJ4的骨架曲线。
由图可以看出,当荷载达到极限荷载后,我们发现试件仍然有良好的延性和后期变形能力。
(二)耗能性能耗能能力是衡量结构抗震性能的重要指标,常用等效粘滞阻尼系数h e 衡量结构的能量耗散能力[8]。
矩形钢管混凝土柱压弯力学性能分析曲秀姝;刘琦;廖维张【摘要】In order to study the eccentric compression properties of concrete filled rectangular steel column and to further improve the calculation accuracy of the ultimate eccentric compression load, based on the previous research on eccentric compression test, the finite element model of concrete filled rectangular steel tube column is established by using the finite element software ( Abaqus) . The simulation results are compared with the experimental results, and the parametric analysis is carried out to study the influence of different factors on the compression-bending resistance. It is found that the flexural rigidity of the members increases with the increase of the section size, and the eccentricity and slenderness ratio are the main factors that affect the bearing capacity and deflection development of the members. In addition, by changing the eccentricity of the same component, the numerical N-M curves of the component are obtained. Compared with the test results and the N-M curves obtained from the simplified formulas of EC4, CECS159:2004 and LRFD99, it is concluded that the calculation results of the finite element, the standard EC4 and the standard CECS159:2004 are safer and more accurate, while those of the standard LRFD is too conservative. The experimental data from a large number of existing documents are compared with the calculation results of the axial compression, bending and eccentric compression capacity formulas in the aforementionedspecifications. Some suggestions for reasonable selection of applicable standards for different factors are proposed.%为了研究矩形钢管混凝土柱的压弯力学性能以及进一步提高设计阶段矩形钢管混凝土柱压弯承载力的计算精度,在先前的压弯试验研究的基础上,利用有限元软件Abaqus建立了矩形钢管混凝土柱的有限元模型,与试验结果对比并进行了参数化分析,发现构件的抗弯刚度随截面尺寸的增大而增大,偏心率和长细比是影响构件承载力以及挠度发展的主要因素.此外,通过对于同一构件改变偏心距的方式,得到构件的荷载—弯矩曲线的有限元结果,将其与试验结果以及规范EC4、CECS159:2004、LRFD99 中简化计算公式得到的荷载—弯矩曲线进行对比,分析得出:有限元和规范EC4、规范CECS159:2004的计算结果较为安全准确,而规范LRFD过于保守.再提取大量现有文献中的试验数据与上述规范中的轴压、纯弯、压弯承载力公式计算结果进行对比,提出针对不同影响因素合理选择较为适用的规范的建议.【期刊名称】《广西大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(043)003【总页数】12页(P1149-1160)【关键词】矩形钢管混凝土柱;压弯承载力;数值分析;偏心率;长细比【作者】曲秀姝;刘琦;廖维张【作者单位】北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044;北京建筑大学土木与交通工程学院,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TU398+20 引言钢管混凝土构件通过在钢管内部填充混凝土,将两种材料的特性充分发挥,有效改善了混凝土脆性易破坏和钢管构件易失稳屈曲等缺点,具有良好的延性力学性能,可作为主要受压构件,满足高层及超高层建筑中柱的力学性能要求。
工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司,天津市300000)n。
脯要】近年来钢管混凝£柱在工程中得到广泛的应用,本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点,希望与大家分享。
,.饫蒿黔初钢管混凝主柱;钢粱节点;形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土,实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。
该结构可使构件截面减小,承载能力提高,整体重量减轻:由于钢管壁板不需太厚,可大量使用国产钢材并实现工厂化生产:能够大幅度节约钢材和基础费用,降低结构造价;因施工中可省去大量支模板的工作,.--_r使T期缩短1/4—1/3,环境污染小;由于柱子截面的减小,可使使用面积增加5%~80/0。
由于节点是诸多构件的力流交汇之处,节点的受力模式较之于—般构件更为复杂,特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂,而且节点联系着多个构件,其失效的后果比起—般的构件更为严重,因此,在工程实践中,对节点的性能应格外重视。
1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1.1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下,梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80%以上。
这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接,如果梁端剪力较大,也可在柱E增设牛腿,以传递过大的梁端剪力。
铰接节点构造简单,施工方便,但只能传递较小的弯矩,主要是用于传递粱端剪力。
12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。
梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。
半刚性节点不仅能够传递剪力,还能传递部分弯矩。
对于半刚接节点,由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变,会引起结构内力重分布。
结构受力比较复杂,且变形较大,因此在设计中采用时须慎重对待。
13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下,对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900/o以上。
矩形钢管混凝土柱梁节点力学性能及试验研究矩形钢管混凝土柱-钢梁组合结构体系已经广泛应用于抗弯刚架中。
本文首先回顾了矩形钢管混凝土柱梁节点的发展历程。
矩形钢管混凝土柱梁节点的研究可以分为三个阶段。
第一阶段追溯到二十世纪六十年代末,当时抗弯钢刚架被认为是最具延性的体系之一。
第二阶段从二十世纪九十年代中期延伸到二十一世纪初。
北岭地震和阪神地震改变了对节点的传统认识,学者开始更多关注节点的抗震性能。
在之后的第三阶段,提出和研究了不同形式的节点。
本文对4个隔板贯通节点、2个新型内隔板节点和1个长挑出厚壁型隔板贯通节点进行了低周反复加载试验研究。
主要的试验参数包括:隔板形状,过焊孔尺寸,水平加强板,梁腹板和柱壁连接形式。
分析了不同荷载步下的强度、刚度、延性、耗能能力和应变分布情况。
研究表明,试验节点具有良好的抗震性能,能应用于普通或中等组合抗弯刚架。
研究了轴力或剪力作用下隔板贯通节点的性能。
提出了基于组件法的轴力作用下隔板贯通节点的强度计算公式。
强度模型确定了柱壁的刚体变形模式,考虑了薄膜效应和应变硬化,通过虚功原理得到计算公式。
确定了屈服变形和极限变形的手算方法。
荷载-位移曲线包括三部分:第一段代表弹性阶段,第二段强化阶段,第三段水平线延伸到破坏点。
提出的模型与大量试验结果对比吻合。
节点抗剪模型根据简化的三线性剪力-变形关系提出,提出理论方法计算钢管屈服时混凝土受压柱的剪切强度。
同时,模型考虑了核心区钢框架的贡献。
屈服强度和极限强度的理论值和试验值均吻合。
隔板贯通节点也是箱形梁和矩形钢管混凝土柱连接的好选择。
本文提出两个数值模型,分别计算箱型梁和核心区的剪切刚度和剪切强度。
理论结果和试验数据对比吻合。
最后,提出设计准则来验算节点强度。
钢管混凝土柱—钢梁平面框架的力学性能研究一、本文概述随着现代建筑技术的不断进步和创新,钢管混凝土柱-钢梁平面框架作为一种新型的建筑结构形式,已经在工程中得到了广泛的应用。
该结构形式结合了钢管混凝土柱的高承载能力和钢梁的优良延性,使得整体结构在承受外部荷载时表现出良好的力学性能。
本文旨在对钢管混凝土柱-钢梁平面框架的力学性能进行深入的研究和分析,以期为相关工程实践提供理论依据和技术支持。
具体而言,本文首先将对钢管混凝土柱-钢梁平面框架的基本构造和受力特点进行详细的介绍,包括钢管混凝土柱的受力性能、钢梁的受力性能以及两者之间的连接方式等。
在此基础上,本文将通过建立理论模型、进行数值模拟和开展实验研究等多种方法,全面探讨该结构形式在不同荷载作用下的受力性能、变形特性以及破坏模式等关键问题。
通过本文的研究,期望能够更深入地理解钢管混凝土柱-钢梁平面框架的力学特性,揭示其受力机理和破坏规律,为相关工程设计和施工提供更为准确和可靠的理论依据。
本文的研究成果也有助于推动新型建筑结构形式的发展和创新,为现代建筑技术的进步做出积极的贡献。
二、钢管混凝土柱-钢梁平面框架的基本构造和特点钢管混凝土柱-钢梁平面框架作为一种混合结构体系,结合了钢管混凝土柱和钢梁的优点,展现出了独特的力学性能和广泛的应用前景。
其基本构造主要包括钢管混凝土柱和钢梁两部分,通过节点连接形成一个整体稳定的结构体系。
钢管混凝土柱是指将混凝土填入钢管中,利用钢管对混凝土的约束作用提高混凝土的抗压强度和延性,同时钢管自身也承受一定的拉力。
这种结构形式能够充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点,提高柱子的整体承载能力,同时具有较好的抗震性能。
钢梁作为框架的另一部分,主要承受弯矩和剪力,其截面形式多样,可以根据实际需求选择合适的截面形状和尺寸。
钢梁与钢管混凝土柱的连接通常采用刚性连接或半刚性连接,以确保框架的整体稳定性和承载能力。
承载能力高:钢管混凝土柱的抗压强度高,钢梁的抗弯承载能力大,使得整个框架具有较高的承载能力。
钢管混凝土梁柱受力性能分析【摘要】本文对两种不同加载路径的梁柱进行承压试验,得出结论,混凝土强度、梁柱含钢量和偏心率(轴压比)对钢管混凝土梁柱的都能产生影响,影响程度为偏心率(轴压比)最大,含钢量次之,而混凝土的强度和等级对梁柱承压能力产生的影响最小。
【关键词】钢管混凝土;梁柱;受力性能【中图分类号】TU398.9【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)18-0196-021.钢管混凝土梁柱压力加载路径1.1 常见压力加载路径钢管混凝土梁柱在支撑实物建筑的时候,并非是单纯的受到单纯的压力,而是梁柱的轴力、弯矩和剪力共同受力,起到支撑作用。
荷载对钢管混凝土梁柱产生压力和弯矩,并非通过单一的加载路径,常见的压力加载路径主要有三种:注:D:钢管直径,t:钢管壁厚度,L:长度;本试验所选用的钢管长细比均不超过20(为18.28/18.26);轴压比=弯矩/轴力(轴力为定值,比值随弯矩变化而变化)。
图2 路径Ⅰ试验装置简图注:路径Ⅰ试验水平力的施加采用50吨MTS电液伺服加载系统进行,试验数据来自X-Y函数记录仪。
如图,试验件上下两段均有一块厚钢板,底部钢板20mm厚,顶部钢板和弧形钢板共同作用,确保钢管和混凝土整体受力,试验件顶部的钢垫板和千斤顶之间隔一块四氟乙烯板,以降低试验中摩擦力对水平力的影响。
固定轴压力的方向和数值,试验全城采取分级施压。
梁柱压力值经过一级级施加等于预定值后,持续通过控制荷载逐级(每级增加2T)加载水平压力至试验构件屈服点前,减小级差继续进行分级施压;试验件屈服之后,获取试验件的最大位移数据,将其作为级差继续施加水平压力。
图3 路径Ⅱ试验装置简图注:本次试验为改进传统千斤顶加载水平力所带来的数据偏差,试验所用钢管混凝土梁柱均使用200吨油压柱加载机逐级加压。
路径Ⅱ试验中,预先估算梁柱的荷载极限,在其弹性阶段(每级受压5分钟),以每等级荷载极限的1/15至1/12左右的压力持续加压;当梁柱试验件总荷载达到荷载极限的1/2时,每个等级的施压力度比之前降低1/20到1/25左右;到达荷载极限的4/5左右,水平力的加载速度应放缓,当压力达到荷载极限,在试验件大幅度变形之前持续加压,荷载-变形曲线下降显著停止实验。
峰”,此级配在实践中常常引起混合料软弱性状,这种性状在施工时使混合料难以压实,在使用寿命期,其抗永久变形能力的减弱已得到验证[5];级配2的粗集料含量大,有利于粗集料之间互相嵌挤锁结,形成一定程度的空间骨架结构,可以有效提高沥青混合料在行车荷载作用下抵抗塑性变形的能力,并能在一定程度上形成嵌挤结构,混合料受冻收缩时,粗集料之间的骨架结构会提供较大的内摩阻力,能在一定程度上抵抗收缩应力,减小收缩应力对混合料造成的损失,改善沥青混合料的冻融稳定性。
4 结语(1) 贝雷法对沥青混合料划分粗细集料尺寸有了新的认识,使设计者对于混合料的骨架嵌挤结构有了进一步的认识,避免了以往仅凭经验或是有关标准选择级配的局限。
(2) 通过对两种级配的路用性能分析,用贝雷法检验非贝雷法设计的级配时,计算C A、FA C、FA F参数可以验证级配的合理性。
(3) 贝雷法仅限于级配范围,结合马歇尔设计法或Superpave设计法确定最佳沥青用量,在进行相关的路用性能,这样才能设计出各项路用性能良好的热拌沥青混合料。
参考文献[1] 屈波1贝雷法在粗级配沥青混合料设计中的应用[J]1公路与汽运,2008,(5):81-821[2] W illiam R V,W illiam J P,Samuel H C1Bailey method for gradationselection in H M A m ixture design[R]1T ransportation Research Circular Number E-C044,20021[3] 黄伟,李威1贝雷法级配的设计探索[J]1山西建筑,2008,(5):195-1961[4] 郝培文1应用贝雷法进行级配组成设计的关键技术[J]1长安大学学报,2004,(11):4-51[5] 贾渝,曹荣吉,李本京1高性能沥青路面(Superpave)基础参考手册[M]1北京:人民交通出版社,20051[收稿日期] 2009-09-14[作者简介] 李 伟(1984-),男,内蒙古赤峰人,硕士,研究方向:路基路面工程。
兰州理工大学硕士学位论文钢管混凝土柱-钢梁节点受力性能分析姓名:王建群申请学位级别:硕士专业:结构工程指导教师:王秀丽20060602方钢管、T型加劲板和钢梁均采用8节点弹塑性实体单元SOLID45,混凝土采用SOLID65单元建模‘34】,在钢管壁和混凝土界面处布置三维面一面接触单元CONTAl74和三维目标单元TARGEl70用以考虑二者之间在加载过程中的接触与脱离,二者之间的摩擦系数O.2。
几何模型如图3.3、图3.5、图3.7所示,有限元模型如图3.4、图3.6、图3.7所示。
图33s卜3计算模型图3.4s卜3有限元模型图35sT一4计算模型图3.6s卜4有限元模型图3.7s卜5计算模型图3.8s卜5有限元模型硕士学位论文表3.2文献的钢材试件拉伸实验结果节点屈服极限伸屈截面应力应力长截面类型强尺寸(坳∞(坳以)室比(mm)(%)梁翼缘厚度203064450.6924H一588×300×12x20梁腹板厚度123194400.7328梁翼缘厚度192884200.6937H一506×20l×11×19梁腹板厚度113084450.6930口.500×500×12柱厚度1227l4580.5926水平加劲板厚度(20mm)36957l0.6526水平加劲板厚度(19mm)2854620.6234竖向加劲板厚度(12mm)289518O.56263.3.2有限元计算与文献试验结果对比分析图39有限兀计算节点破坏的Von.Mises应力云图3.3.2.1变形及破坏特征上述各节点有限元计算和文献试验变形及破坏特征比较如图3.9和图3.10。
a)有限元分析结果:分别在TS.5的竖向加劲板处、TS一4的水平加劲板处、TS.3梁截面先屈服。
b)文献试验结果:试件Ts一5竖向加劲板与柱腹板交界的焊缝被拉裂即(破坏模型II),试件Ts一4的水平加劲板处发生剪切破坏即(破坏模型I),试件Ts.3的节点区域外的梁翼缘破坏即(破坏模型III)。
矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析钢管混凝土结构因其优异的性能被广泛的应用在工程实际中,而节点作为结构中一个关键部位,对结构的安全和稳定发挥着重要的作用。
本文基于ABAQUS 有限元模拟的方式,对矩形钢管混凝土内隔板节点(普通节点和翼缘削弱型节点)的力学性能进行了研究,并提出节点域的抗剪承载力计算表达式。
主要工作和成果如下:(1)利用ABAQUS软件对文献试验中方钢管混凝土柱-钢梁节点进行了有限元模拟,并就骨架曲线、节点破坏形态进行了模拟数据与试验结果对比,吻合较好。
应用验证的建模方法建立内隔板普通节点,分析了节点抗剪受力过程和荷载作用下节点应力变化规律。
(2)分别对内隔板普通节点和翼缘削弱型节点(RBS节点)在单调和循环荷载下的力学性能进行了比较分析,结果表明:RBS节点的抗剪承载力较内隔板普通节点下降明显,耗能能力和刚度退化影响不大,但RBS节点的延性性能更好。
研究了核心区高径比、套箍系数、材料强度和轴压比对普通节点抗剪能力的影响,同时还分析了3个削弱参数对RBS节点抗剪的影响,并对参数削弱尺寸范围给出了设计建议。
(3)建立节点域直接剪切模型,通过数值模拟与理论推导相结合的方式,在对节点各抗剪构件承载力计算的基础上,综合提出了节点最终抗剪承载力计算表达式,对比表达式计算结果与模拟结果表明本文提出的表达式较为准确的计算了节点的抗剪承载力,从而为工程应用提供了一定的设计依据。