钢梁——型钢混凝土柱节点的力学性能研究及有限元分析

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1、摘要型钢混凝土组合结构越来越多的应用于高层、超高层的建筑结构中，但是目前对其进行的研究还不够深入，使用也不够规范，特别是缺乏对钢梁和型钢混凝土柱组合结构的研究。这样就不利于此种结构在大跨度结构中的使用，因此，需要我们來进一步的了解和分析。本文使用有限元软件ANSYS对钢梁一型钢混凝土柱节点的力学性能进行了非线性力学分析和研究。在选定好单元类型及各种参数之后，本文采用分离式建模。根据研究内容共建立了6个试件，分别对其进行了非线性分析，计算结果均收敛，节点为剪切破坏，得出其应力云图。讨论了腹板屈服时、节点破

2、坏时，型钢腹板与核心区混凝土的受力情况，对其破坏的过程和受力机理进行了详细的阐述。为了更好的了解组合结构节点的受力特点，分析了混凝土保护层厚度、混凝土强度等级、节点区箍筋、节点区的翼缘框对节点受力性能的影响。通过分析得出：节点的承载力和抗剪能力都随着混凝土等级的提高而提高；节点屈服之前，节点区抗剪以混凝土为主，达到极限阶段，节点抗剪以型钢腹板为主；节点区配置一定的篩筋，有利于节点变形能力的提髙，能够增强型钢与混凝土之间的变形协调能力；节点区翼缘框的存在，能很好的约束核心区的混凝土，构成“钢框架一剪力墙”

3、的受力体系，提高了节点的承载力，增大了节点的延性性能。对模型SRCN4节点在轴压比为0、0.25、0・4、0.55的情况下进行了分析，得出了轴压比对节点的刚度和抗开裂性能都有利的结论。在模型SRCN-1和SRCN4的型钢与混凝土之间引入双弹簧单元，考虑型钢与混凝土的粘结滑移对节点受力的影响。在考虑粘结滑移以后，节点的刚度降低，延性增大，屈服荷载和极限荷载都有所减小，而屈服位移和极限位移都有所增大。关键词：型钢混凝土组合结构节点有限元粘结滑移非线性StudyonMechanicalBehaviorandF

4、initeElementAnalysisforJointsbetweenSteelBeamandSteelReinforcedConcreteColumnsCuiTiantian(StructureEngineering)DirectedbyProf.GaoFqjuAbstractSteelReinforcedConcrete(SRC)ismoreandmoreappliedinthefieldofhigh-risebuildingsandskyscrapersstructure,butnowthere

5、searchisnotdepthaboutit,anditcan'tberegulatedtousc,especially,wehavethelackoftheresearchtothestructurewithsteelbeamandSRCcolumns,thesereasonsarenotconducivetotheuseofthestructuresinlargespanstructures,therefore,itisrequiredforustofurtherunderstandandanal

6、ysisaboutit.ThisarticleusestheANSYSfiniteelementsoftwaretostudyonnonlinearmechanicalbehaviorandanalysisforjointsbetweensteelbeamandSRCcolumns.Afterselectedunittypesandvariousparameters,separate-flniteelementmodelisadoptedinthispaper.Accordingtotheresearc

7、h,6specimenswereestablishedandcarriedoutnonlinearanalysis.Bycalculating9alltheresultswereconvergence.thejointsoccurredshearfailureandthestresscloudchartswereobtained.Thestresssituationofsteelwebsandcoreconcretearerespectivelydiscussedwhenthewebsareyielda

8、ndthejointsaredestroyed.Thefailureprocessofthejointsandthestressmechanismareilluminatedindetail.InordertolearnmorethemechanicalcharacteristicsoftheSRCjoints,theinflunceofflangeframe,thestirrupinthecoreofthejoins,concretest