钢梁-型钢混凝土柱组合节点的受剪承载力及其ANSYS有限元分析

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钢与混凝土组合结构在工程中的应用越来越广泛,而节点在结构中的作用十分重要,组合结构中节点的构造又相对较为复杂,所以,如何正确地对节点进行设计,使得节点传力明确、计算可靠、构造简单,是迫切需要解决的问题。有限元方法已成为研究人员强有力的辅助手段,本文着手于利用有限元方法来分析组合节点的受力性能。初步介绍有限元的基本理论,引入应用广泛的有限元计算程序ANSYS。利用ANSYS计算程序对已有节点试验进行模拟分析,对节点的承载力、层间位移、型钢和混凝土的应变以及破坏过程的计算结果与试验进行了对比,验证ANSYS程序的适用性。设计14个中节点试件,分别考虑节点核心区腹板、加劲肋、混凝土强度、轴压比以及节点核心区配箍率的影响,利用ANSYS计算程序逐一对之进行详细的分析,得到每个节点的开裂剪力、屈服剪力以及极限剪力,破坏过程中型钢、钢筋和混凝土的应力状态,以及裂缝的开展情况。分析节点的受力机理,并推导节点抗剪承载能力计算公式,与现有节点抗剪承载力计算公式进行了比较。
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