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钢管混凝土柱—钢梁框架节点受力性能及承载力研究

石可  
【摘要】: 随着钢管混凝土结构的广泛使用,钢管混凝土节点的设计问题也越来越受到关注,国内外不少机构作了大量的研究,其中大部分都是针对节点形式的,但是钢管混凝土柱与梁板的连接还存在着诸多问题,特别是钢管混凝土柱与梁连接的节点受力性能还需进一步研究。 本文选取了规范所推荐的加强环式钢管混凝土柱节点进行研究,通过有限元计算软件Ansys 8.1对钢管混凝土柱与钢梁连接的加强环式节点进行了有限元模拟计算,并且将有限元计算结果与试验结果进行了比较分析,结果表明有限元计算模型能够有效地模拟真实结构。本文通过10个有限元模型试件对影响加强环板受力性能的五个因素进行了分析研究。这五个因素分别为:(1)加强环板的宽度;(2)加强环板的厚度;(3)钢管壁的厚度;(4)柱端轴力;(5)加载方式。分析研究结果表明:随着环板宽度和厚度的增大,节点区的承载力有明显增加,这说明加强环板的宽度和厚度是影响其受力性能的主要因素。随着钢管壁厚度的增加,节点承载力有所增大,但其增大幅度不大,这说明钢管壁厚度对节点承载力的影响较小。在轴力作用下环板内环的应力值有所增大,增大值相对于最终荷载作用下的应力值较小,也就是说在轴力的作用下,轴力对环板的应力贡献较小,从而可以不考虑轴力对节点区受力性能的影响。最后,本文在理论分析的基础上,提出了加强环式节点设计方法,该设计方法计算简便,对今后的钢管混凝土结构设计可以起到参考价值。


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