方管混凝土柱和矩形钢管混凝土柱节点的应力分析

图1节点1、节点2的结构形式

本文通过数值模拟分析方管混凝土柱节点和矩形钢管混凝土柱节点的应力分布形式、大小和屈服扩展的差异，为便于叙述，把方管混凝土柱的梁柱节点称为节点1，矩形钢管混凝土柱的梁柱节点称为节点2。图1a柱尺寸为350×350×14，梁尺寸为400×200×8×13，图1b中柱尺寸为600×20....

图2节点1、节点2的网格划分

运用有限元软件ANSYS进行节点的设计和分析，用实体单元solid65模拟混凝土，用实体单元20node186模拟钢材，均采用弹塑性本构TB模型，其中混凝土采用多线性随动强化模型，钢材双线性随动强化模型，智能划分网格，精度为6。节点1、2模型的荷载，边界相同，具体如下。

图3节点1、2的最大主应力云图

经过计算，两个节点的最大主应力云图如图3所示。从图3可以看出，两个节点均在梁柱连接处的应力最大，其中节点1由于对称性，应力分布更加均匀饱满，柱身应力不大；节点2的应力分布不规则，较大的应力集中在弱轴根部，此部分柱身局部拉应力较大，存在起拱的趋势。另一方面，节点2弱轴根部应力大于节....

图6进入屈服阶段的节点应力云图

将每个梁端集中力加至160kN，使节点大面积进入屈服区，得到的应力云图如图6。观察图6可以发现，节点1的应力线比较对称，上翼缘根部边缘首先大面积屈服，而后连接发展至柱的角部，大部分柱身仍能维持工作。节点2的应力线呈现奇异性，强轴上翼缘根部的屈服延伸不如节点1，但弱轴根部上翼缘屈....