文档介绍：摘要柱脚节点是连接钢结构和基础的枢纽,对结构体系的安全性起十分重要的作用。受拉柱脚节点是新型结构中常用节点型式,但目前相关研究很少,我国钢结构设计规范或设计手册中只给出柱脚受压情况下的设计公式,而受拉柱脚无设计计算方法,这给设计人员进行实际工程设计带来了很大困难。因此进行受拉柱脚节点的研究具有十分重要的理论及工程应用价值。本文分别采用理论研究、试验方法和有限元分析方法,对锚栓抗拉承载力和受拉柱脚节点的工作性能进行详细研究。对单个锚栓承载力进行了试验研究和有限元分析,两者结果比较吻合,充分验证了锚栓承载力试验的可靠性和有限元分析方法的合理性,由此得到的锚栓本构关系可以为受拉柱脚节点研究提供参数,同时也为实际工程提供参考。考虑锚栓和混凝土接触面粘结滑移非线性,采用面面接触来模拟锚栓与混凝土的共同工作,力学模型能反映实际受力情况。对偏心受拉柱脚节点进行试验研究和有限元分析,通过分析对比,大偏心受拉节点和小偏心受拉节点有限元分析结果与试验结果都比较吻合,,表明底板在拉力作用下基本保持平面,为设计理论的平截面假定提供了依据。得到的底板应变存在受拉区和受压区,能反映底板下应力分布大致情况。得到的锚栓拉力吻合较好,,得到锚栓拉力、底板位移和应变,基本反映了柱脚节点受力情况,表明有限元分析时网格划分,边界条件,材料本构关系选取以及底板和混凝土之间的接触模拟等基本正确,说明采用有限元模型是可靠的。分析得到的底板位移,沿长度方向变化不大,而沿宽度方向呈拱状变形,反映底板抗弯刚度对其变形的影响。分析得到的底板应变,沿长度方向变化不大而沿宽度方向变化较大,。参考受压柱脚的设计理论,在上述试验和有限元分析的基础上,本文分别对单个锚栓的承载力以及轴心受拉和偏心受拉柱脚进行了理论研究。分析锚栓受拉破坏模式,给出相应承载力设计公式,并重点推导单个锚栓在不同粘结应
力分布情况下的粘结滑移承载力设计公式,讨论多个锚栓对其承载力影响,经与试验和有限元结果比较,,明确指出大偏心和小偏心受拉节点界限,在此基础上论文推导了轴心受拉节点和偏心受拉节点锚栓所受最大拉力、底板下应力分布和底板受压区长度的实用设计公式,经与试验及有限元分析结果比较,,包括偏心距、底板厚度、加劲肋设置等,提出了解决一些次要因素的有关构造措施。:柱脚节点,锚栓,承载力,设计方法,试验研究,有限元分析摘要Ⅱ
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,节点设计是否合理,对保证结构安全性、可靠性以及建设周期和成本有着直接影响。作为上部钢结构和下部基础连接枢纽的柱脚节点,其受力性能及相关构造措施更是工程界关注的问题。柱脚节点根据受力可分为镀接和刚接两种类型,铰接柱脚仅传递轴向力和水平剪力而不传递弯矩,如图荆媒诘阍谇嵬峁够蛩髂そ峁怪斜还惴陆又图战又
.血采用,构造简单。施工方便;而刚接节点除传递轴向力和水平剪力外还能传递弯矩,如图所示,该节点能够有效控制结构侧移,保证结构整体侧向刚度,故对于多高层建筑,或对侧移有较高要求者,常常采用刚接柱脚。实际工程中柱脚节点是处于铰接和刚接之间的半刚接