钢-混凝土组合节点拉弯受力性能分析

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结构体系中当关键柱破坏后,体系将通过节点的“悬索作用”实现内力的重新分配,防止结构出现连续倒塌,此时节点将承受弯矩和拉力的共同作用。组合梁由于其承载力高、用钢量省、减小楼层高度等优点被广泛应用于高层和超高层钢结构建筑中,此时的梁柱节点对应为组合节点。但从国内外已有的研究成果看,关于组合节点的试验研究和理论分析均只考虑节点承受弯矩的受力工况,目前为止还未见关于钢框架中组合节点在弯矩和拉力共同作用下的试验研究和理论分析。本文主要针对组合节点在拉弯共同作用下的力学性能进行有限元分析。具体完成以下工作:(1)采用有限元分析软件ABAQUS建立组合节点的有限元分析模型,有限元分析结果和已有的试验结果进行对比,验证所选取的材料本构关系、单元类型的正确性。(2)建立刚性组合节点有限元模型,分析了弯矩等级、配筋率、钢筋种类、混凝土强度、钢材屈服强度、混凝土板厚度等参数对节点拉弯性能的影响,在参数分析的基础上给出刚性组合节点的拉弯承载力相关公式。(3)建立平齐式端板连接半刚性组合节点的有限元模型,分析了加劲肋、钢材屈服强度、螺栓强度等级、端板厚度、螺栓位置等参数对半刚性组合节点拉弯性能的影响。基于欧洲规范EC3中的“组件法”及本文的分析结果为基础,回归出了平齐式端板连接组合节点的抗拉承载力公式。
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