论文部分内容阅读
节点是钢管混凝土结构中的重要组成部分,其设计质量直接影响结构的强度、刚度和稳定性。外加强环式节点是规程所推荐的节点型式之一,主要适用于钢梁或预制混凝土梁与柱的连接,但规程中未给出加强环式节点具体的设计方法。目前针对此类节点的研究较多,但对其受力机理研究较少,节点承载力与刚度计算方法仍有待完善。确定一种可以合理体现节点核心区受力机理的理论模型,对节点进行系统参数分析,是进一步完善节点设计方法的关键。本文在总结国内外关于钢管混凝土框架节点研究的基础上,根据规范所规定的节点设计的一般原则,建立了钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点的有限元模型,并与试验进行了对比验证,理论计算与试验结果吻合良好。通过有限元分析软件ABAQUS对外加强环式节点在单调荷载作用下的力学性能进行了研究,研究几何参数包括:梁翼缘宽度、梁翼缘厚度、梁腹板高度、梁腹板厚度、柱管壁厚度以及外环板高度。通过各几何参数的变化对节点承载能力和刚度等进行了研究,得到以上各几何参数对节点承载能力和刚度的影响曲线。有限元分析结果表明:柱壁厚度的增加可以提高节点的承载能力,但其对节点的承载能力储备和延性影响较小;增加梁翼缘的宽度可以提高节点承载能力,刚度和延性,对节点的外环板应力云图很大,但对承载能力储备,节点的柱子应力分布和屈曲变形影响较小;梁翼缘厚度的增加可以提高节点承载力,刚度,延性和承载力储备能力,增加腹板高度可以提高节点承载力和初期刚度,增加节点域的塑性区域,但会减小节点承载能力储备;腹板厚度不是影响节点的主要参数;增加外环板宽度增加节点的初期刚度,承载力,承载能力储备和延性,影响柱壁塑性区域的面积,其宽度为75mm是节点较为优化的设计尺寸。通过无量纲单参数回归的方法建立各个影响参数的节点极限抗弯承载力,屈服抗弯承载力,初期刚度,屈服刚度评价公式,并证明了公式的可靠性,为该类节点应用于工程实际提供了理论基础。