钢骨混凝土柱-钢梁组合框架非线性有限元分析

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1、四川建筑科学研究第39卷第6期20SichuanBuildingScience2013年12月钢骨混凝土柱一钢梁组合框架非线性有限元分析李奉阁，赵燕，赵根田(1．内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，内蒙古包头014010；2．包头市建设工程施工图审查中心，内蒙古包头014030)摘要：为了对钢骨混凝土组合框架结构的抗震性能进行深入研究，基于钢骨混凝土柱一钢梁组合框架低周反复荷载试验结果，采用OpenSees有限元程序对组合框架进行了非线性有限元分析，计算结果与试验结果吻合较好，表明本文所采用的材料本构关系及有限元分

2、析模型能准确反映组合框架结构的受力性能。在此基础上研究了轴压力系数、混凝土强度等级、含钢率等对钢骨混凝土组合框架抗震性能的影响。关键词：钢骨混凝土组合框架；抗震性能；轴压力系数中图分类号：TU323文献标志码：A文章编号：1008—1933(2013)06—020—04NonlinearfiniteelementanalysisofmixedframewithSRCcolumnsandsteelbeamLIFengge，ZHAOYan，ZHAOGentian(1．ArchitectureandCivilEngin

3、eeringSchool，USTInnerMongolia，Baotou014010，China；2．BaotouConstructionPlanExaminationCentre，Baotou014030，China)Abstract：Basedonthelow-cyclereversedtestresultsofmixedframewithSRCcolumnsandsteelbeam，thefiniteelementanalysismodelwereestablishedusingOpenSeessoftwa

4、retofu~herstudytheseismicbehaviorsthemixedframe．Theanalysisresultsagreewellwiththetestresults，indicatingthatthenonlinearfiniteelementmodelswereagoodsimulationofmixedframeswithSRCcolumns．Inaddition，theeffectsoftheaxialcompressionratioandconcretestrengthgradean

5、dsteelratioontheseismicbehaviorsofmixedframeswithSRCcolumnsarestudied．Keywords：mixedframeswithSRCcolumns；seismicbehaviors；axialcompressionratio架结构的低周反复荷载试验，试件的几何尺寸、钢骨0引言设置及配筋情况如图1～2所示。混凝土设计强度近年来国内外学者对钢骨混凝土构件(柱、梁、等级为C50，纵筋用44)12，纵筋保护层厚度为15节点)抗震性能的研究已取得一系列成果，但对

6、于mm，箍筋用西6@100，柱钢骨采用IlO工字钢，钢梁钢骨混凝土整体结构的抗震性能的试验研究和理论采用I20工字钢，柱钢骨和钢梁均为Q235钢。钢梁分析还较少⋯。为在理论上进一步研究钢骨混凝与柱钢骨的节点采用对接焊接连接，试件编号为土组合框架的抗震性能，本文采用OpenSees有限元SRC1、SRC2程序对文献[2]中的两榀钢骨柱一钢梁组合框架试件进行了非线性有限元分析，并研究了轴压力系数、混凝土强度等级、含钢率等对组合框架抗震性能的影响。1试验概况600：l500：600+__———}为了对钢骨混凝土柱一钢梁

7、组合框架的抗震性图1试件尺寸图2型钢混凝土柱截面Fig．1SpecimensizeFig．2SRCcolumnsection能进行研究，文献[2]进行了两榀单层单跨组合框2有限元分析模型收稿日期：2012~5—15作者简介：李奉阁(1971一)，男，副教授，研究方向为结构抗震。2．1混凝土材料模型E—mail：lfg0626@sohu．con混凝土材料采用OpenSees程序中提供的Con—李奉阁，等：钢骨混凝土柱一钢梁组合框架非线性有限元分析21crete02材料模型模拟，其单轴应力一应变关系表达表1钢材物理参

8、数实测值Table1Physicalparametersmeasuredvalueofsteel式采用Kent—Scott—Park混凝土模型【3j，混凝土受压时的本构关系曲线如图3所示，表达式如下：时=[等一](1)占0≤s≤s时=[1一Z(一0)]≥0．2(2)2．3单元模型本文采用OpenSees程序中Displacement—BasedBeam—Column单元模