新型卯榫节点约束下复式中空钢管混凝土柱力学性能分析
发布时间：2019-07-22 22:02
【摘要】：近年来,我国的建筑领域飞速发展,各种高层、超高层不断涌现,钢管混凝土以其承载能力高和塑性韧性好正逐渐受到工程界的青睐。复式中空钢管混凝土是在钢管混凝土基础上发展起来的,它扣除了形心处混凝土,不但减轻了自重还使截面更为开展,作为一种力学性能优良的结构形式也早己引起国内外学术界的重视。但目前还鲜有其在实际工程中的应用,究其原因如下：其一,没有提出合适的节点形式,且未开展细致的研究工作；其二,构造和施工工艺复杂、现场施工难度大,施工中如何确保内、外钢管精确定位,如何确保混凝土浇筑密实,都是这种新型结构形式所要面临的问题。基于目前存在的问题,本文提出一种新型卯榫节点,该节点可与复式中空钢管混凝土柱及型钢梁组合,形成具有装配式施工特点的框架结构体系。有效解决复式中空钢管混凝土所面临的实际问题。采用有限元软件ABAQUS建立新型卯榫节点约束与普通节点约束下复式中空钢管混凝土柱模型,进行两种节点约束下构件在轴压短柱、偏压中长柱和水平低周往复荷载作用下力学性能对比分析。具体进行以下三个方面的工作：1、轴压短柱力学性能分析：两种节点约束下构件的极限承载力相差不大,复式中空钢管混凝土柱的承载力计算方法也同样适用于新型卯榫节点约束下构件的承载力计算方法。2、偏压中长柱力学性能分析：新型卯榫节点可以在一定程度上提高复式中空钢管混凝土柱的承载力,降低其侧向挠度；构件的空心率和新型卯榫节点榫头长度是影响新型卯榫节点约束效果的主要因素,且当x=0.54时,新型卯榫节点发挥的优势最为明显,榫头长度l=0.2L时为最优锚固长度。该结论也通过欧拉公式的推导得到了理论验证。3、水平低周往复荷载作用下力学性能分析：对比两种节点约束下构件的骨架曲线可知,新型卯榫节点约束下构件的水平承载力明显高于普通节点约束下构件的水平承载力,且随着轴压比的增加,新型卯榫节点对构件水平承载力的提高越明显；通过对比两种节点约束下构件的应力云图与破坏形态可以得出,两种节点约束下构件混凝土破坏位置不同,新型卯榫节点可以很好的保护构件根部免于破坏；新型卯榫节点约束下构件的延性要好于普通节点约束下构件的延性。
【图文】：
逦（出方套方逦（ｅ）巧形套巧形逡逑图１．１常见复式中空钢管混凝止截面示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ＣＦＤＳＳＴ逡逑钢管混凝±结构是［＾＞１外包钢管于混凝±结构，＾改善混凝止结构在受力过程中被压碎，逡逑发生脆性破坏，主要工作原理是当混凝±受力向外膨胀变形时会受到钢管向内的套猫作用。逡逑二者之间相互协调变形，这种协调变形导致混凝王处于复杂地Ｈ向应力状态，混凝王部分逡逑强度提高，改善了混凝±的破坏形态。又由于混凝止的存在对钢管也是起到一定的支撑作逡逑用，钢管不至于在受力过程中发生失稳破坏，从而可Ｗ保证其材料性能的充分发挥Ｗ。实逡逑必钢管混凝王结构在工程界已经得到广泛的应用，其主要特点是承载力高、塑性与晵性好、逡逑经济效果好和施工方便等优点，除拥有实也式钢管混凝王的特点外还具有如下特点：逡逑（１）
挥节点）约束下复式中空钢管混凝±短柱在轴压作用下受力性能的对比分析。逡逑２．２轴压短柱工况信息逡逑如图２．１所示为两种节点约束下构件的简图：逡逑ＩＩ邋Ｉ逦＿＿＿逡逑Ｉ邋ｎ邋Ｉ邋．邋＊邋Ｉ邋ｐ邋Ｉ逡逑７ｎ７ｈ／ｙ／／／／｝／／／／／／／／／７／｝／／／／？逦／／／／／／／／／／／／／／／／／／／）／／／／／／／／／／逡逑（ａ）新型卵y诘阍际危ǎ猓┢胀ń诘阍际义贤迹玻绷街衷际绞藉义希疲椋纾玻卞澹裕鳎镥澹耄椋睿溴澹铮驽澹悖铮睿螅簦颍幔椋睿翦澹恚铮洌邋义媳菊路治鐾迹保卞澹ǎ幔┲薪孛妫盟残谓孛媸芪阅芎驮际Ч虾谩Ｍü南祝簦族义现械难星桑≡裼肫湎嗤某叽缃卸员确治觯囱橹け敬文Ｄ獾恼沸浴Ｑ≡衲诟止艿腻义锨慷雀哂谕飧止芮慷龋
本文编号：2517929
【图文】：
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