:为 了研究钢 管混 凝土柱一钢梁环板节点 的抗剪 性能 ,采用 ABAQUS软 件对 节点进 行 了数值 模拟 。通 过 对 大量 的典 型算 例进行数值模拟 ,验证模型的合理性 。在 此基础 上 ,依 据规 范所 规定 的节点设 计 的一般 原则 , 建立钢管混凝土柱一钢梁环板节点的有限元典型试件模型,并对该模型进行单调加载下的全过程分析。依据所 得到的有限元数值模拟结果,分析节点宏观的破坏形态以及微观的剪力一剪切变形关系,以此来明晰节点的受 剪机理 ,从而为抗剪设计提供一定 的依 据。 关键词 :钢管混凝土 ; 环板节点 ; 数 值模拟 ; 抗剪 性能 中图分类号 :TU398 .9 文献标 识码 :A 文章 编号 :2095-0985(2011)03-0183-05 近年来 ,随着钢管混凝土结构的发展 ,其在工 程上的应用越来越多,随之对其理 论的研究也越 来越多。目前 ,国内外 的研究人员对节 点的抗震 性能进行了一定的实验研究 和理论研究 ,但是对 节点的抗剪性能研究还不成熟 ,有待于完善 ,主要 还存在以下几个方面 的问题 :(1)由于钢管混凝 土节点 的抗剪机理比较复杂 ,再加上存在加强环、 钢牛腿等构件 ,使得节点受力更加复杂 ;(2)以前 的节点分析大多数是将钢管和混凝土分开考虑 , 没有充分考虑两者的协同作用 ;(3)在梁端变形 分析中,节点 的剪切变形是重要的组成部分 ,而以 前 的研究 人员 对 节 点 的剪 切 变形 研 究 相 对 较 少 。 本文考虑这几个方面的问题 ,对钢管混凝土柱一钢 梁环板节点的抗剪受力进行 了数值模拟 ,以此来 明晰节点 的受剪机理 ,从而为以后的研究工作提 供一定的依据。 节点 抗剪的研 究概 述 目前 ,国内外研究人员对钢管混凝 土梁柱节 点的抗剪性能进行了一定 的研究 。国内主要有 : 周天华等…对 内隔板式节 点进行 了理论 和有 限 元分析,并给 出了节点受 剪承载力公式 ;范晓燕 等 对高层钢 管混凝 土梁柱节 点进行 了理论分 析 ,提出了节点 的抗剪承载力公式 ;徐梦琴和许成 祥 探讨了影响节点抗剪承载力 的主要因素 ,提 出了圆钢管混凝 土节点抗 剪承载力公 式,并进行 了有 限元分析;肖万松 等 对带 内隔板的矩形钢 管混凝土节点进行 了理论 和有 限元分析 ,并推导 了节点的受剪承载力公式 ;高春彦 等 对内隔板 式节点进行了分析计算 ,推导 了其 受剪承载力 的 叠加公式 ;聂建国和徐桂根 建立 了方钢 管混凝 土节点抗剪受力模型 ,并进行 了有 限元分析 ,结果 证明与实验曲线吻合 良好 。 国外主要有 :Cheng和 Chung 对 5个十字型 的钢管混凝土梁柱连接节点试件进行试验分析, 考虑了轴力对受剪性能 的影响 ;Nishiyama等 对 影响节 点抗 剪 的 因素进 行 了分析 ;Fukumoto和 Morita 对节点进 行 了实验研 究 ,提出 了基 于叠 加原理的抗剪承载力计算方法。 2 钢管混凝土梁柱节点受剪状态 在荷载作用下,钢管混凝土柱一钢梁节点与普 通混凝土框架节点 的受力情况是相似 的lLj,它不 仅要承受 由柱端方 向传来 的轴力 、弯矩 、剪力 ,而 且要承受梁端方向传来 的弯矩及剪力 ,由于梁承 受的轴力较小 ,可以忽略不计 。方钢管混凝 土一钢 梁节点的剪力 由混凝土和钢管壁共 同承担 ,节点 在水平剪力作用下产生剪切变形¨ ,其受力变形 如 图 1。节点的剪切变形为 :
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