新型钢管约束混凝土环梁节点轴压性能有限元分析

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传统的钢管混凝土梁柱节点形式都不同程度的依靠钢管承受剪力、轴力及弯矩,同时钢管还要对混凝土起到约束作用,而当钢管在剪力、轴向力及弯矩的作用下屈服后,其横向约束效应就会大大降低,钢材良好的抗拉性能得不到利用。本文设计了一种方钢管约束芯钢管混凝土柱-RC环梁节点,钢管在节点域断开,钢管与混凝土环梁之间留有一定的缝隙,不与环梁表面接触。外钢管只起到横向约束混凝土的作用。在合理选择材料本构关系及破坏准则的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立该节点轴压试件模型,研究了该节点在轴压下的力学性能。以改变外钢管径厚比、芯钢管径厚比、芯钢管高度及环梁配筋率等参数共建立9个节点模型,研究表明:该节点轴压性能优越,环梁及芯钢管的存在有效地保护了节点,满足"强节点、弱构件"的设计原则。同时,对该类节点进行了变参数分析,研究了外钢管径厚比、芯钢管径厚比及环梁配筋率等参数对节点轴压承载力和延性的影响。研究表明:外钢管径厚比的减小以及芯钢管长度的增加,都可以有效地提高节点轴压承载力和弹塑性变形能力:外置环梁和内嵌芯钢管可以有效地的保护节点,满足"强节点、弱构件"的设计要求:同时,该节点传力路径明确,力学性能良好,构造简单,施工方便。
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