異形鋼管混凝土柱在建筑設(shè)計(jì)中和圓形、矩形鋼管混凝土柱相比能夠避免柱棱角突出墻體,從而達(dá)到對(duì)室內(nèi)面積有效利用的目的。然而目前異形鋼管混凝土柱-鋼梁組合結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)類型較少,難以滿足實(shí)際工程中的諸多需求。因此本文針對(duì)異形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)的類型較少、節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能分析不系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)承載力的計(jì)算方式研究不夠深入等問(wèn)題,對(duì)一種側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn),采用擬靜力試驗(yàn)結(jié)合有限元分析以和數(shù)值分析的方法對(duì)其抗震性能進(jìn)行分析。首先使用有限元分析軟件ABAQUS建立與試驗(yàn)構(gòu)件尺寸相符的精細(xì)化節(jié)點(diǎn)模型并對(duì)其抗震性能進(jìn)行分析;其次對(duì)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行參數(shù)拓展分析;最后提出此類節(jié)點(diǎn)模型承載力的計(jì)算建議。具體的研究?jī)?nèi)容如下:（1）運(yùn)用ABAQUS建立與試驗(yàn)構(gòu)件尺寸相符合的7個(gè)節(jié)點(diǎn)模型,通過(guò)分析將節(jié)點(diǎn)模型與試驗(yàn)構(gòu)件的破壞形式進(jìn)行比較,在此基礎(chǔ)上,對(duì)比了計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)裝置實(shí)測(cè)的滯回曲線和骨架曲線,說(shuō)明節(jié)點(diǎn)模型能夠準(zhǔn)確地反映試驗(yàn)構(gòu)件的受力性能。最后分析了模型的延性、耗能能力和剛度退化。研究結(jié)果表明:側(cè)板的存在使得此類節(jié)點(diǎn)破壞在梁柱連接工字鋼梁的翼緣處,破壞模式為梁鉸破壞,節(jié)點(diǎn)模型能夠較好的吸收地震作用,模型計(jì)算結(jié)果... 

【文章來(lái)源】：中原工學(xué)院河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

核心混凝土受力示意圖

21.1.2異形鋼管混凝土柱鋼管混凝土柱具有不同的截面形式，目前相關(guān)研究主要集中在圓形、方（矩）和異形鋼管混凝土柱。而圓形、方（矩）形柱的柱角不能完全的被墻體包裹，突出部分壓縮了房屋內(nèi)部的居住空間，對(duì)家具擺設(shè)和房間布置產(chǎn)生了影響。異形柱可以在一定程度上解決此類問(wèn)題，然而異形鋼筋混凝土柱需要通過(guò)調(diào)整截面材料或增大柱截面來(lái)滿足承載力的要求，因此合理地利用異形鋼管混凝土柱，可以彌補(bǔ)異形鋼筋混凝土柱承載力低的缺陷[3]。目前已經(jīng)有越來(lái)越多的異形鋼管混凝土柱被運(yùn)用于實(shí)際工程中。對(duì)于異形鋼管混凝土柱，可以細(xì)分為T形、L形和十字形柱，如圖1.2所示。在建筑設(shè)計(jì)中，T形鋼管混凝土柱可用于邊柱，L形鋼管混凝土柱可用于角柱，十字形鋼管混凝土柱可用于中柱，這種設(shè)計(jì)方法有效解決了柱棱角突出墻體的問(wèn)題，使得房屋使用空間得到合理地利用。圖1.2異形鋼管混凝土柱截面形式目前相關(guān)學(xué)者對(duì)異形鋼管混凝土截面形式以及內(nèi)部構(gòu)造的研究成果可大致歸類如圖1.3所示：（1）普通異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（a）所示：此類構(gòu)件中異形鋼管無(wú)法做到對(duì)核心混凝土的充分約束，會(huì)使得部分鋼管過(guò)早的發(fā)生屈曲變形進(jìn)而影響構(gòu)件的整體力學(xué)性能，因此在工程中無(wú)法得到廣泛的運(yùn)用。

3（2）設(shè)置約束拉桿的異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（b）所示：此類構(gòu)件是在普通異形鋼管混凝土柱的基礎(chǔ)上在柱內(nèi)設(shè)置了約束拉桿，使得核心混凝土受到更加緊密的約束作用，從而增加了鋼管柱的抗壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性和延性。（3）組合異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（c）所示：此類構(gòu)件由兩個(gè)或多個(gè)方、矩形鋼管通過(guò)組合焊接的方式形成，各個(gè)鋼管的協(xié)同性能較好，具有較好的力學(xué)性能，但是存在焊接工作量較大和焊接質(zhì)量無(wú)法保證等問(wèn)題有待解決。（4）多室異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（d）所示：此類構(gòu)件是在組合異形鋼管混凝土柱的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)發(fā)展而形成，主要是由一個(gè)矩形鋼管和一個(gè)或多個(gè)U型槽鋼焊接在一起組成，同樣存在焊接質(zhì)量無(wú)法保障的問(wèn)題。（5）綴板連接異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（e）所示：此類構(gòu)件通過(guò)綴板將多個(gè)方鋼管混凝土柱連接形成，具有較高的承載力，但是存在連接較為復(fù)雜的問(wèn)題，且目前對(duì)于此類構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力仍需深入研究。（6）設(shè)置加勁肋的異形鋼管混凝土柱，如圖1.3（f）所示：此類構(gòu)件通過(guò)在普通異形鋼管混凝土柱內(nèi)部設(shè)置鋼筋或鋼板加勁肋形成，加勁肋的設(shè)置在一定程度上增加了柱子的延性，但是對(duì)其承載力的影響不大，設(shè)置鋼板加勁肋的效果要優(yōu)于設(shè)置鋼筋加勁肋。圖1.3異形鋼管混凝土柱的截面和組合方式示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]方鋼管混凝土組合異形柱軸壓承載力計(jì)算方法研究[J]. 周婷,邸超陽(yáng),胡建軍.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2019(S2)
[2]異形鋼管混凝土柱研究綜述[J]. 張莉.  低溫建筑技術(shù). 2018(09)
[3]L-CFST柱-鋼梁中節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)和有限元分析[J]. 陳志華,張旺,熊清清,周婷.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(S1)
[4]方鋼管混凝土柱-鋼梁外環(huán)板式節(jié)點(diǎn)抗剪性能[J]. 別雪夢(mèng),李召,管文強(qiáng),杜國(guó)鋒.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]復(fù)式鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理及承載力[J]. 張玉芬,趙均海,張冬芳.  長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[6]空間鋼-混凝土組合節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 樊健生,周慧,聶建國(guó),李全旺.  土木工程學(xué)報(bào). 2014(04)
[7]鋼管混凝土柱-鋼梁剛接節(jié)點(diǎn)拉彎受力性能研究及有限元分析[J]. 徐嫚,高山,王玉銀,郭蘭慧.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2013(S1)
[8]方鋼管混凝土柱-H型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)[J]. 閻石,邵鹿峰,張?jiān)还?綦寶暉,劉福學(xué).  沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[9]方鋼管混凝土柱隔板貫通節(jié)點(diǎn)靜力拉伸試驗(yàn)及有限元分析[J]. 榮彬,陳志華,楊楠,苗紀(jì)奎.  工業(yè)建筑. 2012(10)
[10]矩形鋼管混凝土異形柱-鋼梁框架節(jié)點(diǎn)受剪承載力研究[J]. 薛建陽(yáng),陳茜,周鵬,葛鴻鵬,曾凡生.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2012(08)

博士論文
[1]鋼管混凝土柱—鋼筋混凝土梁框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D]. 趙毅.武漢大學(xué) 2013
[2]高強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫控制試驗(yàn)研究及有限元分析[D]. 戎賢.天津大學(xué) 2005
[3]方鋼管混凝土柱—鋼梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能及承載力研究[D]. 周天華.西安建筑科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]側(cè)板連接異形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 程龍.中原工學(xué)院 2017
[2]側(cè)板連接T形鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)受力性能研究[D]. 王亞楠.中原工學(xué)院 2017
[3]方鋼管混凝土柱—鋼梁T型鋼連接節(jié)點(diǎn)非線性有限元分析[D]. 封小飛.湖南大學(xué) 2014
[4]T形鋼管混凝土柱抗震性能非線性有限元分析[D]. 曹兵.武漢理工大學(xué) 2013
[5]GFRP管—高強(qiáng)混凝土—鋼管組合柱軸壓力學(xué)性能研究[D]. 溫建萍.東北大學(xué) 2011
[6]方鋼管混凝土異形柱與鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能研究及有限元分析[D]. 葛廣全.西安建筑科技大學(xué) 2011
[7]鋼管煤矸石混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)在低周往復(fù)荷載作用下的有限元分析[D]. 姜杰.沈陽(yáng)建筑大學(xué) 2011
[8]鋼筋混凝土構(gòu)件的非線性分析[D]. 佟洪江.大連理工大學(xué) 2009
[9]帶矩形管翼緣的鋼—高性能混凝土組合梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D]. 嚴(yán)新江.長(zhǎng)安大學(xué) 2009
[10]鋼管混凝土加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)的有限元分析[D]. 陳濤.武漢理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3472915