圆钢管混凝土柱—钢梁带软钢段节点抗震性能研究

论文摘要

钢管混凝土结构以其优越的性能日益受到人们的重视，在越来越多的工程实践中被采用。近年来一些大地震的震害表明，钢管混凝土连接节点的震害比预计的要严重得多。对此，人们对钢管混凝土连接节点的受力性能进行了广泛的研究。在传统节点难以达到连接塑性变形能力要求的基础上提出了圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点。借助ANSYS有限元软件对圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点进行模拟分析，考虑材料的非线性、几何非线性、钢管与混凝土之间的滑移，采用Mises屈服准则，对该新型节点进行了系统的分析，主要分析内容与成果如下：1、对圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点和传统加强环节点的受力性能进行了比较分析。分析结果表明：与传统加强环节点相比较，圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点的强度有所降低，整体刚度降低相对很小，滞回曲线十分饱满，表现出良好的塑性变形能力。2、以圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点为基础，研究了软钢段起点到加强环边的距离A和软钢段长度B的改变对软钢节点受力性能和抗震性能的影响。根据分析结果，给出了A，B的合理取值范围，并提出抗震设计建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢管混凝土结构的特点
• 1.2 钢管混凝土结构的优点
• 1.3 钢管混凝土梁柱节点的类型
• 1.4 软钢节点的提出
• 1.5 国内外的发展现状
• 1.6 仍需解决的问题
• 1.7 本文主要研究内容
• 第二章 钢管混凝土节点有限元理论分析
• 2.1 前言
• 2.2 有限元法简介
• 2.2.1 结构的离散化
• 2.2.2 选择位移模型
• 2.2.3 单元分析
• 2.2.4 整体分析
• 2.2.5 有限元方程组的求解
• 2.3 钢管混凝土受力特点
• 2.4 材料的本构关系
• 2.4.1 钢材的本构关系
• 2.4.2 混凝土的本构关系
• 2.4.3 增量理论的弹塑性模型
• 2.4.4 混凝土破坏准则
• 2.5 钢管和混凝土之间的粘结
• 2.6 单元的选取
• 2.6.1 Solid65 单元
• 2.6.2 Solid45 单元
• 2.7 加载和求解及结果后处理
• 2.7.1 荷载的基本知识
• 2.7.2 求解设定
• 2.7.3 计算结果的后处理
• 2.8 本章小结
• 第三章 圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点的受力性能分析
• 3.1 有限元分析模型
• 3.1.1 几何模型的建立
• 3.1.2 有限元模型的建立
• 3.1.3 网格划分及加载制度
• 3.2 节点单调加载时受力分析
• 3.2.1 节点单调加载时的荷载位移曲线
• 3.2.2 RG 节点和 Base 节点破坏时的 Von Mises 应力云图
• 3.3 节点循环荷载时的受力分析
• 3.3.1 节点滞回曲线与耗能分析
• 3.3.2 骨架曲线
• 3.3.3 塑性铰外移分析
• 3.3.4 梁长 Von Mises 应力分布分析
• 3.3.5 节点区域的应力分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 各参数对圆钢管混凝土柱-钢梁带软钢段节点性能影响分析
• 4.1 节点试件的设计
• 4.1.1 RA 系列试件
• 4.1.2 RB 系列试件
• 4.2 各参数对节点受力性能的影响分析
• 4.2.1 软钢段起点到加强环边距离的影响分析
• 4.2.2 软钢段长度的影响分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果
• 致谢