基于杆系模型的钢板外包式伸臂桁架-核心筒剪力墙节点设计方法研究
本文选题:伸臂桁架 + 外包钢板 ; 参考:《土木工程学报》2014年11期
【摘要】:伸臂桁架在高层、超高层建筑中应用广泛,其中伸臂桁架与核心筒剪力墙连接节点至关重要。本文对一种新型的钢板外包式伸臂桁架与核心筒剪力墙节点进行非线性数值模拟,对有限元模型与实际结构的相似性进行了分析,重点研究了节点外包钢板和端柱的受力机理,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了相应的计算公式,最后对杆系计算模型进行了修正并提出完整的节点设计流程。分析结果表明,本文简化的有限元分析模型合理,可以反映真实结构中节点的受力情况。外包钢板的轴力衰减速率是确定外包钢板长度的关键参数,随混凝土强度、轴力增加和外包钢板高度的降低,轴力衰减速率均有明显增加。端柱外包钢板的应力水平以及连梁轴力分担比例和节点水平位移随端柱高度的收敛性可以作为确定端柱高度的原则,随端柱长度和水平荷载的增加,端柱高度均有明显增加。通过与精细有限元模型结果进行对比,证明修正后的杆系计算模型简便易行且具有较高精度。本文研究为这种新型伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在工程中的应用提供了完整的设计方法。
[Abstract]:The cantilever truss is widely used in high-rise and super-high-rise buildings, in which the joint between the cantilever truss and the core tube shear wall is very important. In this paper, the nonlinear numerical simulation of a new type of steel plate wrapped cantilever truss and core tube shear wall joints is carried out, and the similarity between the finite element model and the actual structure is analyzed. The key parameters and design principles are extracted, and the corresponding calculation formulas are established. Finally, the calculation model of the bar system is modified and a complete node design flow is put forward. The results show that the simplified finite element analysis model is reasonable and can reflect the stress of joints in real structures. The attenuation rate of axial force is the key parameter to determine the length of the steel plate. With the increase of concrete strength, the increase of axial force and the decrease of the height of steel plate, the attenuation rate of axial force increases obviously. The stress level of the steel plate, the ratio of axial force sharing and the convergence of the joint horizontal displacement with the end column height can be taken as the principle to determine the end column height. With the increase of the end column length and the horizontal load, the end column height increases obviously. By comparing with the results of fine finite element model, it is proved that the modified model is simple and accurate. This paper provides a complete design method for the application of this new type of truss-core tube shear wall joints in engineering.
【作者单位】: 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室;
【基金】:国家科技支撑计划(2011BAJ09B01) 清华大学自主科研计划(2012Z06117)
【分类号】:TU398.9;TU318.1
【参考文献】
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【共引文献】
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,本文编号:2091928
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