矩形钢管局部填充混凝土柱半刚性节点性能研究

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1、宁波大学硕士学位论文矩形钢管局部填充混凝土柱半刚性节点性能研究姓名：张天德申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：徐永春20070423宁波大学硕士学位论文作者:张天德申请级别:硕士题目:矩形钢管局部填充混凝土柱半刚性节点性能研究导师:学校:宁波大学矩形钢管局部填充混凝土柱半刚性节点性能研究摘要钢管混凝土结构由于能够充分发挥钢管与混凝土两种材料的特点，且具有强度高、重量轻、抗震性能好等优点，近年来在高层建筑中得到较多应用。梁—柱连接的性能是影响结构整体性能的关键，而目前对于方钢管混凝土柱—钢梁节点延性性能的研究工作尚不完善

2、。本文通过大型有限元程序ANSYS10.0来分析带T型连接件的方钢管混凝土柱—钢梁高强螺栓连接节点。利用ANSYS强大的三维有限元模拟计算能力，针对双T板半刚性连接节点的具体情况及混凝土开裂与裂缝处理、普通螺栓连接及钢板屈服等问题，采用三维实体单元对以钢材、混凝土和螺栓等组成的节点进行了三维建模分析。具体讨论了钢梁—钢管混凝土柱全螺栓连接类节点(双T板连接节点)低周反复荷载作用下的受力性能，通过合理的单元选取和网格划分，较为精确地分析节点区应力分布，弥补了试验中无法直观地了解各细部受力情况的缺陷，并将理论分析与试验结果进行了

3、比较分析。此外，利用有限元软件ANSYS对试验的四组半刚性节点试件进行了考虑材料和几何非线性有限元模拟分析，在有限元建模过程中着重讨论了模型中所使用的有限元单元和接触算法。通过有限元模拟分析中，讨论了二组模拟节点的Mises应力分布，得到了模拟的M−θ数据。r本文最后分析比较了有限元模拟的M−θ数据和试验数据，并通过试验数据确定了rKishi和Chen幂函数模型中的拟合参数，得到了令人满意的M−θr曲线。本文所开展的研究工作对于类似连接形式的钢框架结构的整体分析与设计具有一定的参考价值。-I-宁波大学硕士学位论文关键词：矩形

4、钢管混凝土，梁柱半刚性节点，抗震性能，非线性有限元，M−θ曲线r-II-宁波大学硕士学位论文Thestudyonrectangularpartlyconcrete-filledsteeltubecolumn-to-steelbeamsemi-rigidconnectionsAbstractTheconcrete-filledsteeltubeframeworkcanmakefulluseoftheperformanceoftwo materialsassteeltubeandconcrete,andithasothermer

5、itsashighstrength,lightweight,good performanceofearthquakeresistance,soithasbeenappliedwidelyinhigh-risebuildings.Thekey ofthewholeframeworkperformanceistheperformanceofcolumn-steelbeamconnection,while theresearchonductilityofcolumn-steelbeamconnectioninsquaresteel

6、pipeconcreteis preliminarynowadays.Inthepaper,thefiniteelementprogramAnsys10.0isadoptedtoanalyzethewelding connectionjointofcolumn-steelbeaminsquaresteelpipeconcretewithsplit-teeplate.InAnsys, three-dimensionalentityelementiscreatedinviewofconcreteboltconnectionand

7、steelyield. Doublesplit-teeplate(DST)connections,weresimulateunderlow-cyclereversedloadingatthe endsofcolumns.Byrationalmeshing,weanalyzedthestressofthenodeaccuratelyandcompared withtheexperimentaldata.Fourexperimentsoffull-sizesemi-rigidconnectionswithendplatebetw

8、eensteelH-beamsandrectangularpartlyconcrete-filledsteelcolumnsaremadebytheauthor,andhencetheM−θrdata,initialstiffnessandultimatebearingcapacityof