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目前对钢筋混凝土框架梁柱节点的力学性能、抗震性能的研究,最有效的方法是进行节点试验。但由于混凝土框架节点核芯区的受力复杂,受力性能的影响因素较多,如果对节点每个影响因素进行试验,研究成本太大,且在试验中有些参数的测量也无法做到精确,很难对各种形式、各种规格尺寸的节点进行系统的研究。应用有限元分析,则可用少量试验确定基本参数,然后在后继分析中调整参数,对比试验结果进行分析,可以为节点的研究提供一些有价值的参考。
本文的主要工作是围绕ABAQUS在节点研究方面的应用,做了以下几个方面的工作,并得到相关的结论。
(1)首先对ABAQUS有限元软件在节点分析中的参数选择做了详细的研究,根据数值计算的需要,选定ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型和三折线钢筋模型,并选取国家现行规范中的混凝土单轴受力应力-应变关系,计算了混凝土的损伤因子,为准确模拟节点的受力提供依据。
(2)对钢筋混凝土框架中间层中节点利用ABAQUS有限元分析软件进行非线性有限元分析,研究了节点的裂缝发展、混凝土和钢筋的应力应变状态以及构件的骨架曲线,对计算结果与试验结果进行对比,并通过计算结果对节点的受力机理进行分析。
(3)结合作者所在的节点尺寸效应课题组进一步的试验研究,按照相似关系设计了3组不同尺寸的钢筋混凝土梁柱中节点,选择合适的轴压比和剪压比,使其在低周反复荷载作用下发生梁端屈服节点核芯区发生剪切破坏。
(4)对设计的3组节点进行了有限元分析,分析了设计节点的受力性能随着尺寸变化而变化的规律,并对节点组合体的极限承载力模拟值和理论值进行了比较,为即将进行的节点试验提供参考。