循环荷载作用下核心型钢混凝土梁柱节点的性能研究

摘要

核心型钢混凝土结构由于在钢筋混凝土截面配置了少量型钢，可以有效减小柱截面尺寸，提高柱抗剪承载能力和变形能力，在高层住宅和多层办公楼结构体系中得到广泛应用。开展循环荷载作用下核心型钢混凝土梁柱节点性能的研究对核心型钢混凝土结构的合理设计具有重要的价值。 本文以工程中常用的核心型钢混凝土柱与钢梁组合节点为例，运用弹塑性非线性有限元法对循环荷载作用下的核心型钢混凝土梁柱节点进行了受力全过程分析、延性性能和耗能能力研究。 研究结果表明，核心配钢可提高柱的延性，在一定混凝土强度范围内，提高混凝土强度可适当增加延性，增强耗能能力。轴压力对于提高节点抗裂度、刚度以及承载力的作用较明显；在低轴压比情况下随着轴压比的提高节点的延性性能和耗能能力有适当增强但总体变化不大。在混凝土强度等级、轴压比等参数保持不变的情况下，随着配钢率的提高，构件的强度及刚度逐渐增大，延性性能和耗能能力有小幅减弱。所得结论与相关试验结果基本一致，给出的设计建议对核心型钢混凝土结构的科学设计具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2核心型钢混凝土组合结构的发展

1.3核心型钢混凝土组合结构研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.3.3存在的问题

1.4选题的意义

1.5研究方法和研究内容

2核心型钢混凝土有限元理论

2.1非线性有限元的基本理论

2.1.1概念

2.1.2塑性理论

2.1.3相关定义

2.1.4流动法则

2.1.5强化定律

2.1.6非线性问题的求解方法

2.1.7 Mises屈服准则

2.2混凝土、钢筋和型钢的本构关系

2.2.1混凝土的本构模型

2.2.2型钢和钢筋的本构模型

2.3核心型钢混凝土结构的有限元模型

2.3.1常用单元

2.3.2有限元模型的建立方法

2.4小结

3核心型钢混凝土中柱—钢梁节点有限元模拟

3.1核心型钢混凝土柱—钢梁节点构造

3.2有限元模型的建立

3.2.1建模的要求

3.2.2建立模型

3.2.3材料参数取值

3.2.4材料本构模型及计算单元选取

3.3有限元模型的加载

3.3.1边界条件

3.3.2荷载选取

3.3.3加载方式

3.4计算收敛问题的处理方法

3.4.1求解方法

3.4.2混凝土开裂处理

3.4.3混凝土压碎后的处理

3.5小结

4核心型钢混凝土柱—钢梁节点力学性能分析

4.1混凝土强度对节点受力性能的影响

4.1.1节点受力破坏过程及特点

4.1.2节点延性及耗能能力分析

4.2轴压比对节点受力性能的影响

4.3配钢率对节点受力性能的影响

4.4核心型钢混凝土梁柱节点受力分析

4.5小结

5结论

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录