PBL加劲型矩形钢管混凝土受拉X型节点有效分布宽度研究

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PBL加劲型矩形钢管混凝土节点是一种新型桁架节点形式,目前对于该新型节点受力性能的研究较少,阻碍了矩形钢管混凝土桁架结构的应用与推广。有效分布宽度是研究节点受力性能的重要参数,为明确PBL加劲型矩形钢管混凝土节点受力机理,本文采用ABAQUS有限元模拟、参数分析、回归拟合等方法,研究节点应力分布及有效分布宽度随构造参数的变化规律,分析节点构造参数对PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的抗拉刚度和承载力的影响,本文主要研究内容及成果如下:(1)建立PBL加劲型矩形钢管混凝土受拉节点简化力学模型,提出节点抗拉刚度理论计算式,分析节点刚度分配关系以及PBL加劲肋的受力机理与破坏形式,理论推导节点构造参数对受力性能的影响。(2)采用ABAQUS有限元软件建立节点模型,通过与已有文献中的节点试验数据对比,验证有限元模拟方法的可靠性。在此基础上,通过变参数分析考察节点受力全过程以及极限状态应力分布规律,研究主管内填混凝土、设置PBL加劲肋以及主管宽厚比2γ、支主管宽度比β、支主管厚度比τ对节点有效分布宽度和极限承载力的影响规律。根据有限元计算结果拟合得到矩形空钢管、矩形钢管混凝土以及PBL加劲型矩形钢管混凝土节点有效分布宽度表达式,并验证公式的准确性。(3)采用ABAQUS软件建立112个PBL加劲型矩形钢管混凝土节点有限元模型,通过变参数分析研究PBL加劲肋板厚tPBL、板间距dp、开孔孔径D、开孔孔距dh、混凝土榫抗剪面积S对节点有效分布宽度以及节点极限承载力的影响规律。根据有限元计算结果,提出考虑加劲肋构造参数的PBL加劲矩型钢管混凝土节点有效分布宽度计算公式,并验证公式的准确性。
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