环板式节点对钢管混凝土组合框架抗连续倒塌性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:phenix519
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钢管混凝土结构作为一种新的结构形式,由于其独特的性能优点,使得其在实际工程中得到了广泛应用。采用ABAQUS有限元软件,本文对钢管混凝土节点以及框架结构体系的抗连续性倒塌性能进行了研究,主要做了以下几方面工作:(1)建立了钢管混凝土柱-H钢梁外环板式节点和内隔板式典型节点,采用Pushdown的加载方式对节点进行位移加载,以此得到中柱底部失效后的环板式节点的承载力曲线、破坏形态以及抗力机制曲线等,同时在此基础上对影响组合节点抗倒塌承载力的8个关键性参数进行分析,包括材料参数如钢梁强度、钢管强度、混凝土强度、内隔板强度和形状参数如柱含钢率、内隔板厚度、内隔板宽度以及钢梁高度等;(2)基于上述对环板式节点的分析结果,采用多尺度的建模方法建立了一榀6层钢管混凝土平面框架结构,失效柱上部节点采用实体单元+壳体单元的建模方式,而剩余框架结构则采用梁单元进行建模,并采用非线性动力分析的方法研究拆除其底层边柱和中柱后剩余结构的抗连续倒塌能力。分析时,每次只移除底层的一个构件柱,以此来分析当前拆除关键柱对结构整体抗连续倒塌能力的影响;(3)同样采用与平面框架同样的建模方法建立了一个6层钢管混凝土空间框架结构,根据GSA 2003[7]对其进行拆柱分析,所拆除关键柱为底层长边中柱、短边中柱、内部柱和角柱,分别提取关键柱被拆除后失效柱上部节点的位移时程曲线、节点周边梁柱的轴力变化情况和弯矩变化情况来分析底层关键柱被拆除后剩余结构抵抗连续性倒塌的响应;(4)由于楼板在空间框架结构正常受力时会形成薄膜效应,因此在对空间框架计算分析时应分析楼板的受力方式。在对钢管混凝土空间框架结构进行建模时,采用分层壳单元的建模方法模拟钢筋混凝土楼板在实际结构中的受力状态,提取关键柱拆除前后节点周边楼板的塑性应变矢量图,分析楼板的受力和变形情况。
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