【摘 要】
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型钢混凝土结构因其承载能力高、刚度大、延性好而被广泛的应用于高层以及工业建筑中。梁柱节点作为框架结构传递内力和连接梁、柱的关键部位,处于压弯剪复合受力状态,其安全可靠性是保证结构正常工作的前提。国内外历次地震灾害表明,地震时框架节点容易发生不同程度的破坏,且破坏形式多种多样。因此,对框架结构进行数值模拟分析时必须要考虑节点区的受力特性。由于节点的受力比较复杂,且目前的梁柱节点单元模型主要是针对钢筋
【基金项目】
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国家自然科学基金(51783444)
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型钢混凝土结构因其承载能力高、刚度大、延性好而被广泛的应用于高层以及工业建筑中。梁柱节点作为框架结构传递内力和连接梁、柱的关键部位,处于压弯剪复合受力状态,其安全可靠性是保证结构正常工作的前提。国内外历次地震灾害表明,地震时框架节点容易发生不同程度的破坏,且破坏形式多种多样。因此,对框架结构进行数值模拟分析时必须要考虑节点区的受力特性。由于节点的受力比较复杂,且目前的梁柱节点单元模型主要是针对钢筋混凝土节点而开发的,不便于直接应用于型钢混凝土结构数值模拟中,所以有必要建立一个可以考虑型钢混凝土受力特性的节点单元模型。本文以Open SEES中梁柱节点单元模型为基础,建立了用于型钢混凝土结构数值模拟的节点单元模型,并基于此单元模型展开了一系列研究工作。主要研究内容及结论如下:(1)在Open SEES现有梁柱节点单元模型的基础上,结合型钢混凝土梁柱节点在低周反复荷载作用下的反应特性,开发了型钢混凝土梁柱节点单元模型,该单元模型对滑移弹簧位置进行了修正,同时添加了能够考虑由于上柱和下柱截面高度不同对节点力学性能影响的参数,并对型钢滑移弹簧的本构关系进行了理论推导。(2)结合异型节点在低周反复荷载作用下的受力特点以及斜压杆理论,用Fortran语言编写了节点核心区剪切应力-剪切应变关系计算程序。基于Open SEES程序源代码的开放性,通过二次开发,将新的节点单元模型和型钢混凝土滑移弹簧本构模型植入到其中。通过四个异型边节点低周反复加载试验数值模拟,验证了该单元模型的正确性和适用性。并且通过极限承载力,耗能能力和刚度变化研究了轴压比、柱纵筋配筋率和型钢配钢率对型钢混凝土梁柱节点抗震性能的影响。(3)为了更进一步的验证新节点单元模型在结构分析中的适用性,选取四榀型钢混凝土框架为研究对象,将新的单元模型应用于SRC框架拟静力数值模拟中,与试验结果对比验证了新节点单元模型的合理性和适用性。
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