矩形钢管混凝土异形柱—钢梁框架节点的受力性能及ABAQUS有限元分析

作     者：陈美美 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：薛建阳

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：矩形钢管混凝土异形柱—钢梁节点 受力性能 低周反复荷载 极限承 载力 轴压比 

摘      要：随着国民经济的发展，人们对房屋结构的舒适度提出了越来越高的要求，传统的结构已经不能满足需求，异形柱结构作为一种新型结构，由于自身所具有的特点得到了很好的应用。基于该异形柱框架在结构和构造上的合理性，其应力传递机理是异形柱框架节点研究的核心内容。本文主要对矩形钢管混凝土异形柱框架节点在低周反复荷载作用下的受力状态进行了简要的介绍，并基于已有的矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点试验成果，分析该种节点的破坏模式及影响节点受力性能的各影响因素。 本文采用通用有限元软件ABAQUS-6.12对5个十字形刚性连接的矩形钢管混凝土异形柱-钢梁节点试验研究的受力性能进行了非线性有限元分析，并与试验结果进行了对比。两者吻合较好。在此基础上对各试件的影响参数进行拓展，分别在不同肢高肢厚比、轴压比、混凝土强度等级、内隔板厚度、浇注孔尺寸等影响因素下进行了有限元模拟分析，结果表明：（1）增加肢高肢厚比可以大幅度提高此类节点极限承载力;（2）轴压比和混凝土强度的提高，只能在一定程度上提高矩形钢管混凝土异形柱—钢梁节点水平方向极限承载能力，当轴压比超过一定的限值时，随着轴压比的持续增大，节点的水平承载能力将产生下降的趋势;（3）当内隔板的厚度大于梁端翼缘厚度时，增大内隔板的厚度对节点的承载能力无显著的影响，但当内隔板厚度小于梁端翼缘厚度时，增大内隔板厚度对节点的承载能力及延性性能的影响幅度较大。 研究成果能够为刚性连接的矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的抗震设计及试验研究提供参考，从而为此类节点的进一步研究做好铺垫作用。