复式钢管混凝土外钢管不连通环梁节点有限元分析

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1、第43卷第5期建筑结构Vol．43No．52013年3月上BuildingStructureMar．2013*复式钢管混凝土外钢管不连通环梁节点有限元分析张冬芳，张玉芬，赵均海，朱倩(长安大学建筑工程学院，西安710061)［摘要］基于复式钢管混凝土外钢管不连通环梁节点的试验研究，在合理选择材料本构关系和破坏准则的基础上，采用有限元分析软件ANSYS建立模型，研究了该类节点在往复荷载作用下的力学性能。有限元模拟的滞回曲线及骨架曲线与试验结果大致吻合，在一定程度上验证了有限元方法的合理性。在此基础上，分析了钢筋混凝土环梁及内外钢管的应力分布，探索此类节点的传力机制及最终破坏形态。最后对

2、该类节点进行了参数分析，研究节点处竖筋配筋率、竖筋锚固长度、节点核心区及环梁处混凝土强度等级、框架梁混凝土强度等级对骨架曲线的影响规律。［关键词］复式钢管混凝土柱节点;钢筋混凝土环梁;滞回曲线;骨架曲线;有限元分析中图分类号:TU398.9文献标识码:A文章编号:1002-848X(2013)05-0039-06FiniteelementanalysisontheringbeamjointwithdiscontinuousoutertubebetweencompositeCFSTandRCbeamsZhangDongfang，ZhangYufen，ZhaoJunhai，ZhuQian

3、(SchoolofCivilEngineering，Chang'anUniversity，Xi'an710061，China)Abstract:Accordingtoexperimentalstudyontheringbeamjointwithdiscontinuousoutertubebetweencompositeconcrete-filledsteeltubeandreinforcedconcretebeams，thefiniteelementsoftwareANSYSwasusedtosimulatethebehaviorofconnections．Thesimulatedh

4、ystereticcurvesandskeletoncurveswerecomparedwiththeexperimentaldataandroughlyagreementcanbeobserved．Stressanalysiswasresearchedbyusingthefiniteelementanalysismodeltostudythefailuremodeandmechanismofthenewsystemjoints．Moreover，parametricstudieshavebeencarriedouttoinvestigatetheinfluencesofthecro

5、ss-sectionratioandanchoragelengthoftheverticalreinforcementforthenodesarea，thestrengthoftheconcreteforthenodesareaandtheringbeamsandtheconcretestrengthoftheframebeamsontheskeletoncurves．Keywords:connectionofcompositeconcrete-filledsteeltube;reinforcedconcreteringbeam;hystereticcurve;skeletoncur

6、ve;finiteelementanalysis0前言外钢管不连通环梁节点，内圆外方的复式钢管混凝复式钢管混凝土是在钢管混凝土的基础上发展土柱在节点区断开外方钢管，钢筋混凝土梁中纵筋起来的一种新型结构形式，它是将两层或者多层钢贯通节点区。由于密排环箍和竖向钢筋(竖筋)的管同心放置，并在钢管中填充混凝土而形成的。根存在以及周边环梁的约束作用，保证了节点的强度据最内层钢管中是否填充混凝土可以分为实复式和和整体刚度，能有效传递梁端弯矩和剪力，具有良好中空复式钢管混凝土两种。实复式钢管混凝土是在的应用前景。试验得出了节点的受力机理、破坏形普通钢管混凝土中增加圆钢管形成的。增加圆钢管态、骨架曲

7、线及恢复力模型等抗震力学性能指标。后，双层钢管对核心混凝土的“约束效应”增强，使研究结果表明:该种形式的节点刚度与承载力较好，复式钢管混凝土柱承载力提高。而且复式钢管混凝破坏形态为在环梁处出现塑性铰，试件的滞回曲线土结构具有塑性与韧性好、耐火性能好及施工方便较饱满，延性较好，因此能够满足抗震设计要求。然等优点，具有很强的防倒塌能力，可以应用于强震地而，此类新型节点受力性能复杂，再加上试验条件有［1，2］区中。但国内外对复式钢管混凝土柱节点的研限，仅靠试验及