劲性混凝土柱—组合梁框架结构节点研究

发布时间：2020-08-11 20:37

【摘要】：劲性混凝土柱-组合梁框架结构具有承载力高、刚度大、延性好、施工快速和综合经济效益高等特点,在实际工程中的应用越来越广泛。节点是连接梁、柱构件的重要部位,节点处受力复杂,构造繁琐,通常施工不便。合理的节点构造形式能使节点处传力更加明确,保证结构满足“强柱弱梁,节点更强”的设计初衷。组合节点是指连接的梁、柱构件分别采用不同材料的节点,深入研究组合节点的力学性能,提出同时满足力学性能、施工简易性、经济性等要求的节点构造形式,在实际工程中具有重要的工程实用价值。本文重点研究劲性混凝土柱-组合梁框架结构组合节点,主要研究内容如下:1.基于已有文献的试验数据,利用ABAQUS有限元软件,建立节点有限元模型,进行了梁端往复荷载作用下的非线性有限元分析,有限元与试验结果吻合。改进节点加载位置,将梁端加载改为柱端加载进行分析,模拟结果更加准确反映实际节点的力学性能。研究结果表明:试验节点梁根部无明显的屈曲和塑性铰,节点核心区发生剪切破坏,属于典型“弱节点”破坏。2.考虑试验节点忽略了混凝土板的作用,建立了考虑混凝土板参与工作的等肢H型钢组合梁节点和不等肢H型钢组合梁节点模型,分别进了柱端往复荷载作用下的非线性有限元分析。研究发现:考虑混凝土板参与工作,等肢H型钢组合梁节点的承载力和延性均有了一定的提高,但是节点的“弱节点”破坏模式未改变;削弱等肢H型钢的上肢,采用不等肢H型钢组合梁的节点在加载过程中,在梁端形成塑性铰,梁的破坏先于节点,体现了“弱构件”的抗震设计思想。3.参照钢结构节点的一般构造措施,建立了在梁端施加水平加强板的梁端加强型节点和在柱节点核心区施加水平加劲肋的柱加强型节点,并进行有限元分析,研究结果表明:梁端加强节点在加载过程中,梁在加强板变截面位置形成明显塑性铰破坏机制,节点为“强节点”破坏模式,节点极限承载力提高显著,有较好的滞回性能和延性;柱加强型节点对节点承载力提高无明显效果,但一定程度上减缓了核心区箍筋的屈服。4.基于不等肢型钢组合梁组合节点梁端加强和柱加强的情况,本文深入研究了梁端加强板厚度和柱水平加劲肋的不同形式及板厚对节点力学性能的影响。研究表明:梁端加强板板厚为钢梁翼缘板板厚的1~1.4倍时,节点具有良好的滞回特性和承载力;在节点核心区增加水平加劲肋,肋板厚度相同时,环形加劲肋节点的滞回性能明显优于梯形加劲肋节点,而梯形加劲肋节点又略优于三角形加劲肋节点。肋板厚取钢梁翼缘板板厚的0.8倍时,节点滞回性能相对差一些,肋板厚取钢梁翼缘板板厚的1~1.6倍时,滞回性能相对好一些,且无明显变化。本文还就影响节点力学性能的常见参数轴压比、混凝土强度、柱纵筋布置形式等进行了分析。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9
【图文】：

结构节点,纯钢,节点

两种不同材料类型构件（梁、柱）的节点，常见的有钢骨混凝土梁柱节点、钢骨混凝土柱与混凝土梁节点、钢骨混凝土柱与钢梁节点、钢管混凝土柱与钢梁节点及混凝土柱与钢梁节点等等（图2.1~图2.6）。图2.1 纯钢结构节点图2.2 钢筋混凝土节点图2.3 型钢混凝土节点图2.4 型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁节点

钢筋混凝土,节点,钢梁

柱与混凝土梁节点、钢骨混凝土柱与钢梁节点、钢管混凝土柱与钢梁节点及混凝土柱与钢梁节点等等（图2.1~图2.6）。图2.1 纯钢结构节点图2.2 钢筋混凝土节点图2.3 型钢混凝土节点图2.4 型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁节点

型钢混凝土,节点,型钢混凝土柱,纯钢

型钢混凝土节点

【参考文献】