方钢管混凝土柱-腹板开孔H型钢梁节点抗震性能研究

摘要

传统的梁柱节点容易在梁端焊缝处形成塑性铰，使相对脆弱的焊缝处发生脆性破坏。在梁上进行削弱，可以使塑性铰转移到削弱区，防止连接焊接处发生脆性破坏。本文利用ABAQUS有限元分析软件，在已有试验和理论基础上对方钢管混凝土柱-H钢梁内隔板节点在梁腹板上开孔，对其抗震性能进行研究。
　　本文的主要研究工作包括以下几个方面:
　　首先，本文参考现有此类节点的试验，通过有限元软件ABAQUS，建立方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型，并通过对比分析ABAQUS软件分析结果和现有试验分析结果，验证ABAQUS建模的正确性。又建立一个梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型，并从节点的抗震性能与普通节点对比。得出结果:梁腹板开孔节点抗震性能优于未开孔普通节点。
　　其次，依据削弱参数孔洞中心距柱壁距离L和孔洞半径大小R，建立两组共11个梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型，研究其在低周反复荷载作用下的力学性能。得出结果:选取合理的两个削弱参数，能明显的提升节点的抗震性能，同时降低梁腹板开孔对节点强度的影响。
　　最后，给出梁腹板开孔L和R两个削弱参数合理的取值范围，为梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H型钢梁节点进一步研究奠定了基础，并建筑结构设计和应用提供了重要的理论基础。

目录

声明

摘要

1．1 前言

1．2 研究背景

1．2．1 钢管混凝土特点

1．2．2 钢管混凝土的发展与应用

1．3 研究意义

1．4 钢管混凝土节点研究现状

1．4．1 钢框架梁柱节点

1．4．2 钢管混凝土梁柱节点

1．5 本文主要研究内容

第2章 有限元基本理论和节点模型建立

2．1 有限元分析

2．2 工程结构的非线性分析

2．2．1 几何非线性有限元理论

2．2．2 塑性有限元理论

2．3 方钢管混凝土柱-H钢梁节点有限元模型建立

2．3．1 几何模型

2．3．2 单元类型

2．3．3 网格划分

2．3．4 材料本构模型

2．3．5 材料的接触

2．3．6 边界条件的定义及加载

2．4 有限元模型与试验验证

2．4．1 参考试验

2．4．2 ABAQUS模型

2．4．3 有限元分析结果与试验结果对比

第3章 腹板开孔节点受力分析

3．1 低周循环加载下的受力性能

3．1．1 节点的应力、变形及其破坏形态

3．1．2 内隔板和柱内混凝土的应力及变形

3．2 低周循环加载下的抗震性能

3．2．1 滞回曲线的分析

3．2．2 骨架曲线

3．2．3 等效粘滞阻尼系数

3．3 本章小节

第4章 腹板开孔节点变参数分析

4．2．1 关于塑性铰形成的应力云图分析

4．2．2 滞回曲线和骨架曲线的分析

4．2．3 节点耗能能力分析

4．2．4 节点承载力分析

4．3 腹板孔洞大小R对节点连接性能的影响分析

4．3．1 关于塑性铰形成的应力云图分析

4．3．2 滞回曲线和骨架曲线的分析

4．3．3 节点耗能能力分析

4．3．4 节点承载力分析

4．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果