钢管混凝土组合加强环节点有限元分析.pdf

孟晓霞等： 钢管混凝土组合加强环节点有限元分析 看出， 理论上试件 J 1可承受 1 7 5 k N的荷载 ， 但是试件 J 1的 上下环在承受 1 7 5 k N的荷载时无论是模拟计算应变还是 、 试验应变都大于理论计算应变 1 0 4 3 ， 说明此时试件 J l 的上 下环在测点 1 处已发生塑性变形； 而试件 J 2的上下环在承 受 1 7 5 k N的荷载时， 模拟计算应变和试验应变同样都大于 理论计算应变 1 0 4 3 ， 但是相差较小， 说明此时试件 J 2 的上 下环在测点 1处接近发生塑性变形 ， 达到最大的弹性变形； 由图3 ( e ) 、 ( f ) 可知试件 J 3的上下环的模拟计算应变值和 试验应变值都无限接近于理论计算应变值， 说明试件 J 3的 上下环板在承受 1 7 5 k N的荷载时没有发生塑性变形。试 件 J 1 、 J 2 在未达到材料的最大应变时， 提前破坏 ， 没有充分 发挥材料的性能， 试件 J 3能充分发挥了材料的实际受力性 能 ， 满足抗震设计规范强柱弱梁， 节点更强的设计要求， 这 说 明环板宽度是影响加强环节点受力性能的主要因素。 杈 倒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 11 21 3 荷载步 ( b ) 试件测点2 处荷载应变图 图4 试件测点处荷载应变图 从图4 ( a ) 、 ( b ) 中可以看出， 上、 下环在前 5步柱端加载 梁端不加荷载时， 加强环板处应变值有所增加。这是由于 核心混凝土产生径向膨胀， 使其对钢管壁产生径向的压力， 钢管壁对核心混凝土将产生紧箍作用 ， 其与核心混凝土的 相互作用力通过钢管壁和环板之间的焊缝传递给加强环 板 ， 但是相对于外力作用下的增大幅度较小， 由此可以说明 柱端轴力对环板应力的影响较小。从第 6荷载步开始即在 梁端从 2 5 k N开始加载后， 试件各测点的应变值都有明 显 增大。试件J l 各测点的应变值大于试件 J 2 、 J 3 各测点的应 变值； 测点 1在环板与翼缘相接转角处由于处于应力集中区 域， 在梁端加载开始后 ， 其应力增长较快； 测点2在翼缘中心 线与环板4 5 。 处测点应力增长相对较慢 ， 说明应力集中的影 响范围有限。由此可以得出， 环板的宽度是影响环板性能 的主要因素 ， 随着环板宽度的增加应力值减小， 其承载力则 相应增加。从整体的对比来看新型加强环节点应变小于外 加强环节点， 但相差不大。对比文献 的试验结果发现 。 新 型加强环节点的塑性区域范围大于外加强环节点 的塑性区 域范围， 即新型加强环节点在耗能机制、 传力途径、 节约材 料以及建筑装饰时更优于外加强环节点， 有更好的实用性。 6结语 本文提出的新型组合加强环式节点， 具有较高的承载 力和延性， 它综合考虑了外加强环和内加强环这两种加强 环节点的优点 ， 其构造符合建筑设计要求， 具有较好的适用 性。有限元得 出的应力分布符合实际的受力情况， 并同以 前的试验结果进行了对比， 验证了两种结果的一致性。 参考文献 【 1 李志刚。 曹玉生 新型钢管混凝土柱钢粱刚性节点性能研究 J 】 内蒙古工业大学学报 2 O O 4 。 2 3 ( 4 ) ： 3 0 9 3 1 3 2 宋彬彬， 付功义， 虞晓文圆钢管混凝土粱柱节点有限元分析 J 低温建筑技术， 2 0 0 5 ， ( 2 ) ： 4 9 - 5 0 3 申国印， 曹玉生 钢管混凝土柱 一 钢梁新型组合节点受力性 能的实验研究 J 工业建筑， 2 0 1 1 ， ( 1 ) 4 1 G B S 0 0 1 7 2 0 0 3 ， 钢结构设计规范 s 【 收稿 日 期】 2 0 1 2 0 3 一 l 9 作者简介】 孟晓霞 ( 1 9 8 7一 ) 。 女 ， 内蒙古和林格尔人 ， 硕 士。 研究方向： 高等钢结构及其工程抗震。 本 刊投稿需知 低温建筑技术 编辑部所 录用 的稿件 要求 ： 1 论 文是作 者独 立取得 的原创 性研 究成 果 ， 内容不涉及国家机密。 2 论文未曾以任何形式、 用任何文种在国 内外公开发表过。 3 内容不侵犯他人著作权和其他权利， 否 则著作权人将承担由于论文内容侵权而产生的 全部责任， 并赔偿 由此给编辑部造成的全部 损失。