方钢管混凝土柱-H型钢梁隔板贯通节点抗弯承载力研究

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方钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点作为《矩形钢管混凝土结构技术规程》中一种推荐的节点形式,目前对其受力性能的研究主要以试验为主,对于破坏机理的研究并不多,且没有明确的计算模型。由于隔板贯通节点承载力及其设计方法的研究并不完善,存在理论计算结果与试验结果有较大偏差的现象,致使目前尚未有统一的隔板贯通节点承载力设计方法。节点承载力及其设计方法研究的相对滞后制约着隔板贯通节点的应用和推广。本文在介绍了方钢管混凝土柱-钢梁节点形式、国内外研究现状及其应用的基础上,总结了隔板贯通节点研究中所存在的问题。以隔板贯通节点静力拉伸试验为基础,对钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点的抗弯承载力进行研究,利用ANSYS软件对其进行三维非线性有限元数值分析,考虑几何非线性、材料非线性以及接触非线性。分析结果表明,影响节点抗弯承载力的因素主要有隔板厚度和钢管宽厚比等,混凝土对节点承载力的贡献并不大。参考有限元分析得到的节点应力分布云图,研究节点各部分的屈服机制,并根据提出的屈服机制,利用虚功原理和薄板的塑性极限荷载求法推导出节点的抗弯承载力计算公式。计算结果与试验结果对比表明,试验值和公式计算值吻合较好。本文提出的节点抗弯承载力计算方法可为今后的研究和工程应用提供参考。
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