方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点非线性有限元分析

《方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点非线性有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第35卷第1期四川建筑科学研究2009年2月SichuanBuildingScience59方钢管混凝土柱一钢梁外隔板式节点非线性有限元分析黄炳生，杜培源，樊建慧(南京工业大学土木工程学院，江苏南京210009)摘要：选择合适的材料本构模型，利用三维实体单元，对方钢管混凝土柱一钢梁外隔板式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型，模拟分析了单调加载下节点的受力性能，较为精确地分析了节点区应力分布。结果表明，由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似，由有限元模

2、型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致。外隔板式节点的梁端弯矩一部分通过柱腹板两侧隔板传递到柱钢管腹板和核心混凝土，另一部分则主要通过柱角两内侧各0．25倍柱宽范围内的隔直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土，柱角附近的隔板出现严重的应力集中，节点因受压翼缘屈曲、梁翼缘变截面最窄处成塑性铰而破坏。节点核心区混凝土符合斜压杆受力机制。关键词：方钢管混凝土柱；钢梁；外隔板式节点；非线性有限元；应力分布中图分类号：rITU398．9文献标识码：A文章编号：1008—1933(2009)01—059—06Nonline

3、aranalysisonconnectionwithouterdiaphragmsbetweensquareconcretefilledsteeltubecolumnsandsteelbeamsHUANGBingsheng，DUPeiyuan，FANJianhui(CollegeofCivilEn~neering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Selectingsuitablematerialmodel，by3Dsoli

4、delement，thenonlinearFEMmodelsofouterdiaphragmconnectionbetweenconcrete—filledsquaretubularcolumnsandsteelbeamsinvolvinggeometriclargedeformationandmaterialnonlinearispresented．Jointbehaviorsandstressdistributionareanalyzedunt!．j．nonotonicload．Theresultsin

5、dicatethatthemonotonicload—displacementcurves，stressdistributionanddevelopingfromt}lP’igteewellwithframeworkcurvesofthecyclicbehaviorfromthelow—cyclereversedloadingtests．Someoftheendmomentsoi。M．一aretransformedtothecolumntuberwebandthecoreconcreteatthepanel

6、zonebytheouterdiaphragmconnectedtothecolumnweb．Othersaredirectlytransformedtothecolumntuberflangeandthecoreconcretebythediaphragmnearthecolumncomer．SeriousstressconcentrateisOCCUlTedindiaphragmnearthecolumncorner．Thespecimenisfailurebecausecompressedflange

7、sarebuckledandtheplastichingesareformedatnarrowestsection．Diagonalcompressionstrutmechanismisformedinconcreteatpanelzone．Keywords：concretefilledsquaresteeltube；steelbeam；outerdiaphragmjoint；nonlinearFEM；stressdistribution结构技术规程》推荐了内隔板式、外隔板式和外伸0引言内隔板式3种节点形式

8、。对多层建筑，柱截面尺寸以方(矩)形钢管混凝土柱与钢梁形成的框架不大，采用冷成型方(矩)形钢管是发展趋势，由于结构体系充分发挥了钢材和混凝土两种材料的长钢管柱内径比较小，内隔板的焊接很难实现，外伸内处，具有外形美观、承载力高、抗震性能好、施工周期隔板式需把柱在节点处断开，外隔板节点可避免这短、经济效益好等优点，近几年来，在我国住宅、办公些问题，但国内未见对此类节点的研究。楼、工业厂房等多层钢结构工程中逐渐得到应用