方钢管混凝土柱—工字型钢梁节点受力性能分析

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方钢管混凝土结构以其承载能力高,塑性和韧性好,抗震性能优越等优点,广泛应用于地下建筑、工业厂房、多层建筑、大跨建筑、高层和超高层建筑、塔架以及大跨度桥梁等工程中。方钢管混凝土柱—工字型钢梁节点作为影响方钢管混凝土结构在高层建筑中推广应用的关键部位,开展节点抗震性能的研究,对于了解节点的力学性能,改善节点的构造形式,都具有重要的理论价值和工程意义。本文针对缀板连接方钢管混凝土柱—工字型钢梁的节点,在低周循环荷载作用下的拟静力试验,利用大型通用有限元软件ANSYS,建立了有限元数值分析模型,研究了节点在单调加载、循环加载情况下的力学性能。主要研究内容概括如下:1、对钢管混凝土结构理论分析方法做了简要描述,回顾了节点非线性分析主要研究状况;2、在循环荷载作用下,利用有限元软件ANSYS分析缀板连接的方钢管混凝土柱—工字型钢梁节点的滞回性能。有限元计算出来的滞回曲线,骨架曲线以及特征荷载、位移,与试验结果基本吻合,说明本文所建立的数值分析模型是合理的;同时,节点的刚度退化、延性、耗能能力等抗震性能指标,均与试验数据符合较好;3、为了更深入地了解该节点的力学性能,本文在第三章节专门做了相关的参数分析,结果表明,节点破坏主要发生在钢梁上,与试验吻合;缀板厚度和加劲肋的设置是影响节点受力性能的主要因素;4、确定节点弯矩—曲率恢复力简化计算模型,借助数值分析软件编制计算程序,对节点的滞回性能进行理论分析,所得结果与试验数据、有限元数值结果符合较好,为工程初步设计提供了参考依据。
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