文档介绍：第卷第期土木工程与管理学报..
年月.
隔板贯通式圆钢管混凝土柱一翼缘削弱钢梁
连接节点的参数分析
李成玉, 李睿
武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉
摘要:采用有限元软件对隔板贯通式圆钢管混凝土柱一翼缘削弱钢梁连接节点的参数进行分析。在
参照推荐标准的基础上,验证隔板贯通式节点狗骨处参数的取值范围,并细化。结果表明:狗骨处的三个
参数——削弱深度、削弱端至焊缝的距离和削弱长度对节点的极限承载力的影响依次降低。当。.
~ .;.~.;.~.时,该节点的性能最优。
关键词:钢管混凝土; 翼缘削弱; 隔板贯通; 有限元分析
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:
年地震以后,人们开始使用钢管壁厚。
翼缘削弱式钢梁,它是将梁的上下翼缘在距柱子表节点模型参数表
表面一定长度处进行削弱处理,然后与柱连接形
成一种预先具有缺陷的节点。这种设计是为了将
塑性铰从柱子表面移开,从而防止焊缝被过高的
应力应变所破坏⋯。目前包括、等已
定出了狗骨处的参数范围,但这些主要应用于梁
柱直接焊接的节点形式,对于隔板式的节点并没
有相关的文献对狗骨处的参数进行研究。因此,
本文采用有限元软件对隔板贯通式圆钢管
混凝土柱一翼缘削弱钢梁连接节点图的狗骨
处参数进行分析。
. 单元的选择与划分
经过多次尝试发现单元能有效地模拟
钢管、混凝土及边界条件。块体单元
节点用来模拟钢梁和钢柱,此单元通常用于模
图钢管混凝土结构梁柱节点翼缘削弱设计
拟固体结构,且可在计算时使用时间控制及变量
积分运算。混凝土习惯用单元,此单元能
有限元分析模型
模拟裂缝及压碎状况。为了既节约计算时间又保
证精确,尝试过很多划分,最终发现当高:宽:长
. 试件选取
::时最优。划分情况如图。
为了找出狗骨处参数的设计范围,参照
. 边界条件及加载方式
的推荐标准建立个足尺寸的模型表。钢
. 试件的约束条件为:柱顶施加、两个方向
框架高.,宽.,梁为型钢,截面为
的约束,在柱脚施加、、三个方向的约束。由
×;柱直径为,
于对称,节点的/被模拟图。对称面所
收稿日期:
作者简介:李成玉一,男,湖北麻城人,副教授,博士,研究方向为钢混组合结构:—.
基金项目:湖北省自然科学基金
· · 土木工程与管理学报年
图双线性模型
节点的有限元划分
计算结果分析
. 削弱端至焊缝的距离对节点受力性能的
影响
取系列的四个节点进行对比,其中另两
个参数保持不变,的值分别为:、、
、。
隔板的有限兀划分
图模型的划分
有节点固定向的自由度,对称面所有节点固
定向的自由度,柱中心线所有节点固定、两
个方向的自由度,其它节点为自由状态。在梁端
施加的位移荷载,分为个荷载子步,即
每个子步的位移增量为。
图是系列试件在单调荷载作用下的荷
载一位移曲线。可以看出:在单调荷载作用下,节
点的初始刚度基本相同,表现为曲线重合。随着
荷载的增大,参数口越小的节点,屈服荷载越小,
塑性铰越早出现在梁削弱部位。另外,削弱位置
距梁端越近,节点的刚度越低,使得极限承载力越