论文部分内容阅读
装配式结构体系的完善和发展是当前我国建筑工业化发展中迫切需要解决的关键技术问题,建筑工业化是建筑企业转型升级的必然方向,也是我国建筑业发展的必由之路。钢板笼混凝土结构体系是一种新型的结构体系,钢板笼混凝土构件可以实现工厂化生产,节约成本,缩短工期,有利于推进建筑产业化进程。因此,研究并推广钢板笼混凝土结构的抗震性能有着重要的工程意义。目前国内外对钢板笼混凝土边节点的研究较少,而钢板笼混凝土边节点既是框架结构的重要组成部分,又是结构抗震的薄弱环节。往复荷载作用下,边节点梁端荷载-位移滞回曲线是反映节点抗震性能非常重要的一个指标。本文采用数值模拟的方法对钢板笼混凝土边节点进行模拟分析研究,基于约束混凝土本构及软化拉-压杆理论,提出了一种钢板笼混凝土边节点有限元模型,主要做了以下工作:1)首先采用实体单元模型对Matthew J.Fisher和Halil Sezen所做的两个边节点(C-2-RC和C-2-PCS)进行模拟分析,采用ABAQUS自带的混凝土塑性损伤模型和钢筋(钢板)随动硬化模型建立实体单元模型进行模拟分析,结果表明:实体单元模型的初始刚度较试验结果偏大,屈服前的荷载-位移响应不够精确;模型梁端荷载-位移滞回曲线与试验结果有一定差别。从本文采用实体单元对框架边节点进行模拟来看,模拟结果和试验结果差距较大不够精确,说明了采用实体单元模型模拟框架边节点的局限性。2)类比Opensees软件中梁柱节点单元,仅考虑影响节点受力影响的主要因素即节点区内部剪块的剪切变形,建立节点区简化模型用于模拟梁柱节点区,采用节点区简化模型对已有试验边节点试件进行模拟,模拟结果与试验结果基本吻合。但是由于节点区简化模型仅考虑了节点剪切变形的影响,所以模拟滞回曲线捏拢效果与拟静力试验存在差距。3)在对钢板笼混凝土边节点的数值模拟方法上,采用建模时在基于钢筋混凝土边节点的基础之上,整体乘以pcsK提高得到钢板笼混凝土边节点模型。对国外钢板笼混凝土边节点试验进行模拟,验证了该种思路的合理性,为本文钢板笼混凝土边节点试件模拟提供了方法。4)通过采用节点区简化模型对本文设计的边节点构件进行建模分析研究,与钢筋混凝土边节点相比钢板笼混凝土边节点耗能能力较强,承载力较高。总体来说,钢板笼混凝土边节点抗震性能优越。一定范围内轴压比的增大会使钢板笼混凝土边节点的变形能力及延性有所降低,但是轴压比对节点承载力影响不大。