【摘要】：隨著近些年工程建設(shè)的不斷發(fā)展,鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛,而節(jié)點對結(jié)構(gòu)的安全性和整體性起著至關(guān)重要的作用,因此,深入研究結(jié)構(gòu)節(jié)點的力學(xué)性能,對推廣應(yīng)用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有著重要價值和意義。本文通過數(shù)值模擬對三種類型的矩形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點在單調(diào)荷載和低周往復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能進行了研究,并分析了節(jié)點域的受剪承載力。具體如下:(1)使用ABAQUS軟件建立了節(jié)點有限元模型,將骨架曲線和破壞形式與已有試驗進行了對比分析,結(jié)果驗證了本文有限元建模方法的正確性。(2)在正確的有限元建模方法基礎(chǔ)上,建立了三種類型的鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(內(nèi)隔板式節(jié)點,隔板貫通式節(jié)點,外加強環(huán)式節(jié)點)有限元模型,比較了這三種不同類型節(jié)點的受力性能,結(jié)果表明:貫通隔板式節(jié)點的承載力更高,耗能能力較好,而內(nèi)隔板式節(jié)點和外加強環(huán)式節(jié)點具有更好的延性、剛度退化和強度退化。深入研究了混凝土強度、鋼材等級和軸壓比對三種類型節(jié)點的骨架曲線的影響,結(jié)果表明鋼材等級的影響最為明顯,軸壓比的影響較小。(3)使用有限元軟件ABAQUS建立節(jié)點域有限元模型,利用數(shù)值模擬結(jié)果和虛功原理求出不同類型節(jié)點核心混凝土抗剪承載力,并考慮節(jié)點各部分對抗剪承載力的貢獻(xiàn),最終得到節(jié)點域的抗剪承載力公式。本文公式與有限元模擬結(jié)果和試驗結(jié)果相吻合,可以給實際工程提供參考。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU398.9
【圖文】：

第 1 章 緒論 研究背景近年來，鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。眾所周知，混凝土的抗壓強度拉強度相差很大，抗壓強度較高；而混凝土和鋼材的抗拉強度的表現(xiàn)并不相同，的抗拉強度高，但可能產(chǎn)生局部彎曲、壓縮變形。針對這種情形，鋼管混凝土FST）結(jié)構(gòu)能夠取長補短，吸取二者的優(yōu)點，鋼管內(nèi)核心混凝土的存在可以使鋼管部屈曲得到改善，同時鋼管也限制了混凝土的變形，使混凝土的抗壓強度得到增具有強度高、自重輕、吸收能量大、耐火性能好[2]等優(yōu)點。因為 CFST 和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)勢，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)正被廣泛應(yīng)用于多高層建筑、地鐵站臺柱、高線桿、樁、大跨度拱橋和大型商業(yè)廣場等結(jié)構(gòu)中,獲得了較高的綜合效益。圖 1管混凝土結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的一些應(yīng)用。

4j 栓釘錨固式 k 鉸接節(jié)點(I) l 鉸接節(jié)點(II)圖 1.2 常見的圓鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點形式Fig. 1.2 Common concrete-filled circular steel tube column-beam node typeElremaily A 等（2001）[15]對圓鋼管混凝土柱-穿心式鋼梁節(jié)點進行靜力試驗，研究、柱、節(jié)點區(qū)等破壞的情況。Chiew 等（2001）[16]做了鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點的相關(guān)試驗，并且通過數(shù)值模擬了不同參數(shù)對單調(diào)荷載作用下的節(jié)點受力性能影響。最終推導(dǎo)出了節(jié)點承載力的公式。Azizinamini 和 Schneider（2004）[17]用試驗結(jié)果對鋼梁和鋼管混凝土柱之間力的傳理進行了詳細(xì)分析，并對節(jié)點的設(shè)計提出了建議。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2728588