方钢管—钢骨混凝土柱钢梁端板型节点受力性能研究

论文摘要

随着科技及经济的高速发展,人们对钢管混凝土结构的应用越来越多。钢管混凝土结构的优越性也逐渐得到工程人员的认可。但是,目前对方钢管-钢骨混凝土结构的研究较少,特别是方钢管-钢骨混凝土柱-梁节点更是方钢管混凝土结构研究的关键问题之一,所以对方钢管-钢骨混凝土柱-钢梁节点的受力性能进行深入的研究有助于推动钢管钢骨混凝土结构的研究及实际应用,同时为工程设计提供参考。本文深入的研究一种新型的方钢管-钢骨混凝土柱钢梁端板“十”字形节点受力性能,主要进行了以下工作：（1）对国内外钢管混凝土结构和钢骨混凝土结构的研究现状进行了综合评述,特别对方钢管混凝土柱钢梁节点的研究作了较详细的介绍。（2）设计了三个端板连接“十”字形节点。通过试验分析得到了方钢管-钢骨混凝土梁柱节点在低周反复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、强度及刚度退化曲线、能量耗散系数及位移延性系数等指标,深入了解了该类组合节点的抗震能力。（3）通过改变节点的钢管壁厚、套箍系数、轴压比、混凝土强度等参数分析该类节点的抗震受力性能和破坏机理的变化。（4）通过利用大型通用有限元软件ANSYS建立节点模型,模拟试验过程,对柱施加的轴向加载及梁端施加的低周反复荷载的进行了三维非线性有限元分析,得到节点的应力云图、滞回曲线、骨架曲线；（5）通过对ANSYS有限元计算结果与试验的比较,两者吻合的较好。有限元结果为试验的准确性提供了理论支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 CFT组合结构和SRC组合结构的应用及研究现状
• 1.2.1 CFT组合结构
• 1.2.2 SRC组合结构
• 1.3 方钢管-钢骨混凝土柱钢梁半刚性节点的类型与性能
• 1.4 方钢管混凝土钢梁半刚性节点的国内外研究现状
• 1.5 本课题所做的工作
• 第2章 试件设计及加载方案
• 2.1 引言
• 2.2 试件设计及制作
• 2.2.1 试件设计方案
• 2.2.2 试件的制作
• 2.3 材料试验
• 2.3.1 混凝土
• 2.3.2 钢材
• 2.4 试验加载情况
• 2.5 测试内容与测点布置
• 2.5.1 量测项目
• 2.5.2 测点布置
• 2.6 试验步骤
• 2.7 本章小结
• 第3章 方钢管-钢骨混凝土梁柱端板十字形节点受力性能试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 试件参数
• 3.3 主要试验现象
• 3.3.1 试验现象及破坏形态
• 3.3.2 试验现象分析
• 3.4 试验结果分析
• 3.4.1 荷载-位移滞回曲线
• 3.4.2 弯矩-梁柱相对转角曲线
• 3.4.3 骨架曲线
• 3.4.4 节点耗能能力分析
• 3.4.5 延性性能
• 3.4.6 强度及刚度退化
• 3.5 本章小结
• 第4章 方钢管-钢骨混凝土柱钢梁端板型节点有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 ANSYS基本简介及单元介绍
• 4.2.1 有限元法及ANSYS软件介绍
• 4.2.2 分析所用单元介绍
• 4.3 节点有限元模型的建立
• 4.3.1 有限元建模的材料本构关系
• 4.3.2 建模过程中主要解决的问题
• 4.3.3 CJ-2节点有限元模型
• 4.4 有限元模型的加载
• 4.5 有限元模型计算结果及分析
• 4.5.1 有限元应力云图及变形结果
• 4.5.2 有限元模拟结果分析与对比
• 4.5.3 有限元模拟结果与试验结果误差分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢