為提高鋼管混凝土結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌分析效率,采用子結(jié)構(gòu)的靜力試驗(yàn)和有限元方法進(jìn)行研究,但是子結(jié)構(gòu)模型的選取對(duì)分析結(jié)果影響較大。為此,利用ABAQUS顯式模塊對(duì)不同子結(jié)構(gòu)模型的鋼管混凝土組合框架進(jìn)行抗連續(xù)倒塌性能分析。在驗(yàn)證材料本構(gòu)和建模方法合理的基礎(chǔ)上,建立單柱雙半跨、三柱雙跨、四柱三跨和五柱四跨平面子結(jié)構(gòu)模型,以分析不同子結(jié)構(gòu)模型對(duì)鋼管混凝土平面框架抗連續(xù)倒塌性能的影響;對(duì)比單柱四半跨、五柱四跨和2×2跨的鋼管混凝土空間子結(jié)構(gòu)模型的抗連續(xù)倒塌性能,并分析混凝土樓板和層數(shù)對(duì)其影響。結(jié)果表明:不同子結(jié)構(gòu)模型的選取決定了不同的邊界約束條件,進(jìn)而對(duì)鋼管混凝土組合框架抗連續(xù)倒塌性能影響較大;單柱雙半跨平面子結(jié)構(gòu)和單柱四半跨空間子結(jié)構(gòu)的邊界強(qiáng)約束使其前期荷載較大,但整體變形能力較差;由于失效柱相鄰柱的約束增強(qiáng),四柱三跨、五柱四跨平面子結(jié)構(gòu)的極限弦轉(zhuǎn)角和峰值荷載較三柱雙跨子結(jié)構(gòu)明顯提高,其中有樓板平面子結(jié)構(gòu)的提高更明顯;由于角柱的約束和樓板整體性的提高,有樓板單層2×2跨空間子結(jié)構(gòu)的極限弦轉(zhuǎn)角和峰值荷載均高于五柱四跨空間子結(jié)構(gòu),但無樓板單層2×2跨和五柱四跨空間子結(jié)構(gòu)相差不大;無論樓板存在與否,隨著層... 

【文章來源】：建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

子結(jié)構(gòu)模型

鋼材本構(gòu)關(guān)系以Esmaeily等[24]提出的模型為基礎(chǔ)，并進(jìn)行簡(jiǎn)化，取該模型強(qiáng)度退化階段前的本構(gòu)關(guān)系曲線，即考慮鋼材彈性階段、屈服平臺(tái)階段以及強(qiáng)化階段的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系。如圖2所示，通過控制k1、k2、k3三個(gè)參數(shù)來調(diào)整鋼材單向拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線的屈服平臺(tái)段和鋼材強(qiáng)化段的曲線形狀，簡(jiǎn)化后的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為式中:Es為彈性模量;εy為屈服應(yīng)變;fy為屈服強(qiáng)度;k1、k2、k3為應(yīng)力-應(yīng)變曲線相關(guān)參數(shù)，對(duì)于鋼梁、鋼管和鋼筋，其參數(shù)取值為k1=3,k2=300,k3=1.4。

以王偉等[3]進(jìn)行的圓鋼管柱-鋼梁外環(huán)板式單柱雙半跨平面子結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)為分析對(duì)象，對(duì)全焊接子結(jié)構(gòu)CO-W進(jìn)行模擬驗(yàn)證，其中圓鋼管柱截面尺寸為352 mm×12 mm，鋼梁截面規(guī)格為H300×150×6×8，外環(huán)板寬度為25 mm，梁跨為4 500 mm，在鋼管柱柱頂施加豎向位移并提取柱頂荷載-豎向位移(f-Δv)曲線。圖4為單柱雙半跨平面子結(jié)構(gòu)模擬結(jié)果。由圖4a可見，模擬曲線與試驗(yàn)曲線在加載前期吻合較好，但是由于試驗(yàn)中兩側(cè)鋼梁發(fā)生間隔性斷裂而有限元模型為理想化同時(shí)斷裂，因此，加載后期模擬曲線略高。單柱雙半跨子結(jié)構(gòu)的峰值荷載和極限豎向位移(峰值荷載和極限豎向位移分別為荷載的最大值及其對(duì)應(yīng)的豎向位移)的模擬值分別為292.2 k N和245.5 mm，與試驗(yàn)值僅相差29.2 k N和1.4 mm。由圖4b可見，在破壞模式上，有限元模型準(zhǔn)確模擬了試驗(yàn)中CO-W子結(jié)構(gòu)的鋼梁上翼緣屈曲和鋼梁斷裂。2.3.2 五柱四跨平面子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]提升抗連續(xù)倒塌能力的鋼框架梁柱剛性節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)理念與方法[J]. 王偉,秦希.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2016(06)
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