方钢管混凝土柱节点力学性能有限元数值分析.pdf
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1、 2 0 1 2年第 3期( 总 1 8 4期 ) 安徽建筑 安 徽 建 筑 1 0 0- 8 0 - 6 0 4 0 - 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 t 0 0 梁端位移 m m 5 0 0 l X1 E 3 4 0 0 30 0 2 0 0 l o o 纂 。 1 0 0 - 2 0O - 3 00 _ 4 OO 00 0 0 8 0 壤0 - 4 0 2 0 0 2 0 4 O 6 O 8 O 1 O O 梁端 位移 mm 图 3 不同含钢率下梁端荷载 一位移滞 回曲线 例很小, 说明试件满足“ 强柱弱梁” 的抗震要求。节 设 点区梁的上下翼缘与钢管壁处应变比较大 , 为
2、避免 产生过高的应力集中现象, 建议在今后进行节点设 研 计时应采取适当加强措施以改善。 图 3所示为循环加载作用下钢管混凝土梁端 笛 荷载一 位移曲线。 它要比钢筋混凝土结构中常见的 捏缩型滞回环的耗能性能好得多。 随着梁端位移的 囫 加大, 滞回曲线越来越饱满, 此类节点具有良好的延性, 塑性和韧性性能优 于钢筋混凝土结构, 能够应用于抗震。有限元计算结果与试验结果的耗能 规律基本上是一致的,表明A B A Q U S有限元法分析节点力学性能是有效 的。 图 4 所示为循环加载作用下构件耗能性能有限元计算结果。 从图中我 们可以看出曲线的斜率越来越大, 表明各试件耗能能力都随循环数的增大
3、而增大。两条曲线对比发现, 不同含钢率下构件耗能是有差异的, 在加载前 期基本一致 , 曲线重合; 当进入塑性阶段以后, 构件的耗能能力随着含钢率 的增大而增大, 但效果并不是很明显 , 因此在今后的节点耗能设计中可以 作为次要因素考虑。 3结语 采用非线性有限元理论研究了循环加载作用下方钢管混凝土柱节 点的受力性能, 计算结果与试验结果基本一致, 从而验证了模型中采用的 单元类型、 材料本构和接触分析的可行性和合理性 , 也进一步明确了方钢 管混凝土柱节点的力学性能和工作机理 , 为理论分析和工程实践提供了有 力 的参考依 据。 钢管混凝土柱节点试件具有良好的延性 , 耗能性能良好, 且耗能
4、能 力都随循环数的增大而增大。参数分析表明, 单纯的增加钢管的厚度来提 高耗能能力并不能取得很好的经济效果。 参考文献 【 1 】 聂建国, 秦凯, 肖岩方钢管混凝土柱节点的试验及非线性有限元分析【 J 】 工程力 学, 2 0 0 6 ( 4 ) 【 2 】 赵大伟, 石永久, 陈宏 低周往复荷载下梁柱节点的试验研究田 建筑结构, 2 0 0 0 ( 9 ) 3 】 王文达 钢管混凝 土柱 一钢梁平 面框架 的力学性能研究【 D 】 福州: 福州大学,2 0 0 6 4 H a j j a r J F , S c h i l l e r P H , Mo l o d a n A A d i
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