论文部分内容阅读
本文针对目前我国现行规范对埋入式边柱柱脚节点在构造要求方面存在诸多不清晰或不明确之处等问题,对边柱柱脚开展了一系列参数化分析。本文首先根据现行国内、外规范对边柱柱脚给出了初步设计方法,并依此进行了初步设计;然后利用ABAQUS建立各个试件的有限元模型,并验证了建模方法的适用性,同时通过分析柱脚节点模型在两种工况(剪力向内和向外)作用下的破坏过程,明确其工作机理;接着,通过对36个边柱柱脚模型进行参数化分析,得出了端高比(端距与钢柱截面高度的比值c/H)、沿基础宽度方向外层U形筋到钢柱翼缘表面的距离与钢柱翼缘宽度的比值(b/B)、沿基础宽度方向混凝土保护层厚度与钢柱截面高度的比值(a/H)以及沿埋深方向U形筋之间的间距(d)等指标因素对柱脚整体受力和U形筋受力的影响规律;最后,依据分析结果,对柱脚保护层厚度及其U形筋的设计方法给出改进建议。通过本论文的相关研究,可以得出以下主要结论:(1)端高比c/H的增加对于边柱柱脚的极限承载力和破坏荷载均无影响,但可使柱脚的刚度显著提高,同时延性变差;U形筋的抗弯贡献随端高比的增加而逐渐减小;端高比不大于0.5时,才能较好地保证U形筋的抗弯贡献率;(2)钢柱内填混凝土对柱脚节点抗弯贡献作用很大,不可忽略。(3)沿基础宽度方向外层U形筋到钢柱翼缘表面的距离b对边柱柱脚在加载全过程中的整体受力性能没有影响(由于混凝土保护层厚度较大使得混凝土对节点的弯矩贡献占主导地位,而U形筋的弯矩贡献较小);外层U形筋的受力效率与其到钢柱边缘的距离成反比,距离越大,受力效率越低,上排外层U形筋6/B不大于1(下排为0.25)时,才能保证外层U形筋的高贡献率。(4)沿基础宽度方向混凝土保护层厚度a对边柱柱脚的整体受力性能几乎没有影响,但a/H的增大可使节点的刚度变大,延性变差;a/H的增加,会使U形筋抗弯贡献率降低:a/H不大于0.5时,才能保证U形筋较高的抗弯贡献率。(5)沿埋深方向U形筋之间的间距d对边柱柱脚在加载全过程中的整体受力性能都没有影响;其对U形筋利用率全过程的影响也很有限,可认为没有影响。