十字形钢骨混凝土柱与钢梁节点的有限元分析

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文十字形钢骨混凝土柱与钢梁节点的有限元分析作者姓名：曾俊入学年份：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月学位授予日起：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：硕士研究生学位论文摘要I摘要钢骨混凝土异形柱是近年来新兴的一种钢骨混凝土结构形式，与钢筋混凝土异形柱相比，因其内部含有钢骨，在相同截面条件下，其承载力和延性都大大提高。不仅

2、可以满足工程上对高耸、大跨的要求，而且可以有效地对钢骨加以保护。同时柱的肢宽与墙体等厚，能够使建筑更美观，使用功能上更有灵活性，并且能为用户提供舒适的居住环境和工作环境。节点作为钢骨混凝土柱结构的重要组成部分，其能保证结构的整体抗震性能。本文通过使用有限元分析软件ABAQUS建立了十字形钢骨混凝土柱与钢梁的节点模型，通过系统地分析混凝土的本构关系、钢材的本构关系，选取了适合此模型的本构；还从理论方面介绍了有限元软件ABAQUS在运算过程中的具体计算过程；在有限元软件ABAQUS中确定单元模型、分析步的设置、单元节点的选取、各部件之间的相互作用、

3、荷载的施加与边界条件设置、网格的划分、加载制度，最后建立了合理的有限元模型进行模拟分析。通过研究此类型节点的抗震性能，为其在今后实际工程中的应用提供理论依据。本文通过模拟十字形钢骨混凝土柱与钢梁的节点在水平往复荷载作用下的受力情况，考虑轴压比、含骨率、混凝土强度等级和钢骨强度等级4种参数的变化。从滞回曲线可以看出，试件的耗能能力比较好，滞回曲线图都呈现出了饱满的梭形，没有出现明显的捏缩现象，表明试件具有良好的延性，塑性变形能力较强，能较大程度的吸收地震能量，抗震性能好。随着轴压比的增加，节点的刚度与极限承载力均逐渐提高，当承载力达到极限状态以后

4、迅速下降，承载力下降的趋势随轴压比的增加也逐渐增大，节点的延性逐渐降低；随着含骨率的逐渐增大，试件的极限承载力与刚度均逐渐提高，从骨架曲线可以看出，试件在同一轴压比作用下，4个节点的曲线在加载初期几乎重合，说明节点具有相同的刚度，而随着位移的增加，各节点曲线在相同位移下所对应的荷载出现了明显的差异；随着混凝土强度等级的增加，梁端的承载力逐渐提高了5.4%、8.2%、10.3%；随着钢骨强度等级的增加，试件的极限承载力也逐渐增大，骨架曲线出现了下降趋势，试件的延性降低，但是下降的趋势并不明显。关键词：十字形钢骨混凝土柱与钢梁节点；有限元模拟；滞回

5、曲线；骨架曲线；延性系数；等效粘滞阻尼系数h；抗震性能eII摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThesteelreinforcedconcretespecial-shapedcolumnisaformofsteelreinforcedconcretewhichismoreandmorepopularinrecentyears.Comparedwithreinforcedconcretespecial-shaped,becausetherehavesteelinthecolumn,thesteelrei

6、nforcedconcretespecial-shapedcolumnhasbetterbearingcapacityandductilityunderthesamecrosssection.Theseadvantagescannotonlymeettheengineeringrequirementfortallandbigspan,butalsocanprotectthesteeleffectively,andthelimbwidthisthesamewiththethicknessoffillingwall,soitcancombinebe

7、autifulwithflexibilityofbuildingperfectly,provideuserswithcomfortableworkingspaceandlivingenvironment.Jointasanimportantpartofsteelreinforcedconcretecolumnstructure,whichcanensuretheoverallseismicperformanceofframestructure,seismicsurveyresultsshowthatthedestructionofthejoin

8、thasoftenthanexpected.Inthispaper,byusingthefiniteelementanalysissoftwareAB