钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁节点抗震性能数值分析

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钢管混凝土组合柱节点是框架结构设计中一个关键的技术问题,尤其是钢管混凝土组合柱与钢筋混凝土梁连接的节点存在力传递复杂和节点构造复杂的问题。而且节点在地震作用下的受力和变形情况对于整个框架结构的抗震起着重要作用,因此对钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁节点抗震性能的研究十分必要。本文的研究目的是在查阅大量相关文献资料的基础上,研究各参数对钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁节点骨架曲线的影响情况,并对破坏形态进行分析,找到各参数的影响规律。本文采用有限元分析软件ABAQUS,首先针对有关文献给出的三个不同梁配筋率和钢管直径不同的钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁节点的抗震性能试验模型进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:在单调和反复荷载作用下,节点的骨架曲线、破坏形态以及混凝土裂缝的发展情况等,有限元模拟结果与试验结果基本吻合,验证了有限元分析的有效性。其次探讨了梁内配筋率、钢管约束效应、钢管位置系数、箍筋间距、混凝土强度、及轴压比等对该组合柱节点骨架曲线的影响,分析表明:钢管的存在有效的提高了节点的承载力,梁纵筋配筋率、钢管约束效应、钢管位置系数、梁筋强度和轴压比对节点骨架曲线影响较大,而混凝土强度和节点区箍筋的影响相对较小;轴压比对节点延性的影响较大。最后研究各参数对节点破坏形态的影响,计算分析结果表明:梁纵筋配筋率、钢管约束效应、钢管位置系数、箍筋间距和含管率五个方面是影响节点破坏形态的重要因素;材料强度和轴压比的影响不大。
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