方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析

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1、第39卷第1期建筑技术开发Vo1．39。No．12012年1月BuildingTechniqueDevelopmentJan．2012方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析许剑徐伟良陈佳弟(浙江工业大学建筑工程学院，杭州310032)[摘要]用ANSYS有限元程序对方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板半刚性节点的非线性性能进行了理论分析，并将计算结果与试验结果进行了比较，两者吻合较好。通过对6个系列共13个方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板连接试件的非线性有限元分析，重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响。结果表

2、明：端板加劲肋和高强螺栓预应力对节点力学性能有较明显的影响，端板厚度和轴压比对节点力学性能有一定的影响，螺栓直径及排列间距对节点力学性能的影响较小。[关键词]方钢管混凝土柱；穿芯螺栓端板节点；非线性分析；F一△曲线[中图分类号]TU311．41[文献标志码]A[文章编号]1001-523X(2012)01—0001—05NoNLINEARFEMANALYSISOFTHROUGHEND．PLATEBOLTEDCoNNECTIoNSFoRCoNCRETEFⅡLEDSQUARESTEELTUBULARCoLUMN．STEELBEAM

3、XuJianXuWei·-liangChenJia-·di[Abstract]Toanalyzethenonlinearbehaviorsofthroughend-plateboltedsemi·rigidconnectionsforconcretefilledsquaresteeltubularcolumn·steelbeamtheoreticallybyANSYSfiniteelementprogramandtocomparetheresultwithtestingresult，wefindthetworesultsare

4、identica1．Throughanalyzing6seriesoftotal13throughendplateboltedconnectionsamplesbyfiniteelementandmainlydiscussingtheeffectsofseveralofcomponentsconnectedtomechanicalinfluenceonmecchanicalpropertiesofthenode．Theresultshowthatthestiffeningplateofendplatehasgreatinflu

5、enceonmechanicalpropertiesofthenode；Thethicknessoftheendplateandtheaxialloadratioshaveacertaininfluenceonmechanicalpropertiesofthenode；theboltdiameterandspacingarrangementhavelessinfluenceonmechanicalpropertiesofthenode．[Keywords]concretefilledsquaresteeltubularcolu

6、mn；throughend—platebohedconnection；nonlinearanalysis；F-Acurve钢管混凝土结构是一种组合结构体系，它充分组合框架结构体系在工程实践中逐渐得到应用与发发挥了钢管和混凝土两种材料各自的优点，具有承展，并取得了良好的经济效益和社会效益。钢管载力高、塑性和韧性好、施工方便等优点⋯，被广泛混凝土柱一梁连接的节点是设计的关键部位，其力地应用于工业厂房、高层建筑和桥梁等结构。随学性能直接影响着整体结构的强度、刚度和稳定性着我国经济的增长，以钢管混凝土柱与钢梁形成的等设计指标值。传统的

7、设计和分析都是将钢管混凝土柱一梁节点考虑成刚度为无穷大的刚性节点，这一简化显然将节点的受力性能理想化了。它虽然能收稿日期：2011—10—15够使计算更为简便，但却不能真实地反映实际结构作者简介：许剑(1987一)，男，安徽绩溪人，浙江工业大学硕士研究的受力性能。本文采用ANSYS程序对穿芯螺栓端生，研究方向为钢结构及空间大跨度结构。通讯作者：徐伟良(1952-)，男，教授，浙江工业大学硕士研究生导师，板半刚性连接节点的工作机理进行了非线性有限元研究方向为建筑结构非线性分析的理论与应用。分析，并将计算结果与文献[4]的试验结果

8、进行了第1期许剑，等：方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析第39卷比较分析，验证了采用有限元分析方法来模拟试验凝土与管壁粘接在一起，对于钢管内的混凝土和研究的可行性。通过对6个系列共13个方钢管混钢管壁受荷下的粘结关系仍然采用完全粘结的凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板