复式钢管砼柱—钢梁空间节点抗震性能研究

《复式钢管砼柱—钢梁空间节点抗震性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文复式钢管砼柱—钢梁空间节点抗震性能研究作者姓名：陈谦入学年份：2013年9月指导教师：徐亚丰教授学科专业：结构工程申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：赵柏冬答辩委员会组成：赵柏冬俞家欢党永勤刘莉许峰论文评阅人：李立新朱贫学硕士研究生学位论文摘要I摘要随着超高层及大跨度建筑结构的不断发展，普通的钢筋混凝土结构已经不能满足建筑市场的发展，钢管混凝土结构的出现虽然可以提高构件的承载力，但当结构

2、对承载力有更高要求时，一味的增加钢管壁厚，会带来钢管径向应力分布不均等问题。复式钢管混凝土柱是在钢管内置型钢、钢管等，在减小截面面积的同时提高构件承载力。目前国内关于复式钢管混凝土节点的研究多是基于平面节点而对空间节点的研究还很少，在国外更是鲜有报道。而实际工程中根据节点位置的不同可将节点分为边节点、中节点和角节点。地震动和结构的动力反应是多维的，梁柱节点试件会受到两个方向的梁所传来的弯矩、剪力、扭矩和轴力，所以空间节点表现出更为复杂的受力性能。本文利用有限元模拟软件ABAQUS及理论分析等手段，建立了23个空间节点模型和1个平面节点模型，对复试钢管

3、混凝土柱与钢梁连接的空间节点进行了抗震性能分析。本论文的主要内容包括以下几个方面：首先，阐述了复式钢管混凝土柱的研究现状，并对混凝土梁空间节点及钢梁空间节点的研究现状进行了概述。在此基础上提出了本文研究的复式钢管混凝土柱与钢梁空间节点的抗震性能研究。依据相关文献资料及规范，设计模型的合理尺寸及模拟地震效应所需的加载路径。利用有限元模拟软件ABAQUS对节点进行三维建模分析。合理的选择材料的本构关系，设定接触关系、划分网格等，基于已有文献资料进行建模，验证本文建模的正确合理性。笔者对空间组合节点模型进行了参数对比分析，研究了轴压比、外加强环尺寸、钢梁腹

4、板厚度、节点位置、加载路径等因素对空间节点抗震性能的影响。结果表明：复式钢管混凝土柱与钢梁的空间节点具有良好的抗震性能，轴压比达到0.3时承载力最高，但是不同轴压比下节点的承载力差别并不是很大。在高轴压力作用下，节点延性有降低的趋势；轴压比由小到大的过程中，节点的耗能效率和累积耗能呈现先增大后减小的趋势；环板宽度及钢梁腹板厚度越大节点的承载力越高，刚度退化越缓慢；外钢管壁厚对承载力有一定影响，管壁越厚承载力越高，但当管壁厚达到有效厚度后，承载力不再上升而是进入平缓阶段；边节点由于加载的不对称性，导致其抗震性能较差；与平面加载制度相比，空间加载制度下，

5、节点的承载力下降了23.36%，抗震性能及累积耗能都明显降低。最后，基于数值模拟和理论分析的基础上，建立了空间节点的三折线骨架模型，在此基础上提出了复式钢管混凝土柱与钢梁空间节点的剪力—剪切恢复力模型，及节点的滞回准则，对模型进行了对比验证，结果吻合较好。关键词：复式钢管混凝土柱；空间节点；有限元分析；承载力；抗震性能II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththecontinuousdevelopmentofhigh-riseandlong-spanarchitecture,theordinaryre

6、inforcedconcretestructurealreadycannotsatisfythedevelopmentofconstructionmarket.Theappearanceofconcretefilledsteeltubestructurecanimprovethebearingcapacityofthecomponent.Whenthestructurehavehigherrequestforloadbearing,blindlyincreasethethicknessofsteeltubewillbringtheinequality

7、problemofsteelradialstressdistribution.Compositeconcretefilledsteeltube(CFST)columnisplacedsteelinsteeltube,whichcanreducetheareaofcolumnandimprovethebearingcomponents.Atpresent,thedomesticresearchonjointofCFSTisbasedontheplanejointandthestudyofspacejointwhichisrarelyreportedin

8、abroadwasrare.Inpracticalengineering,accordingtothejoi