矩形钢管混凝土柱钢管混凝土框架节点受力性能有限元

摘要方钢管混凝土结构作为钢管混凝土结构的一种形式，其工程应用已日益广泛，而其节点的研究还不够完善。本文旨在设计比较内伸外隔板式节点和高强螺栓连接节点这两种新型实用的方钢管混凝土柱与混凝土梁的节点性能。并通过ABAQUS软件非线性模拟的方法，对该节点受力性能进行了较为系统的研究。主要包括以下内容:首先设计了理论上可行的节点构造型式，并对节点进行了拟静力试验模拟计算，分析了低周反复荷载作用下方钢管混凝土梁-柱节点的延性性能、强度和刚度的退化以及抗震耗能能力，给出了每个模型试件的梁端位移随反复荷载变化的滞回曲线以及弯矩-转角曲线，并根据梁端的滞回曲线得出了梁端位移的骨架曲线。通过改变模型中各个部件的不同材料参数，对比计算后得出的梁端位移骨架曲线，得出混凝土强度变化对节点性能的影响；内伸外隔板长度改变对节点的影响和改变轴压比对节点的影响。设计难点在于利用非线性有限元的方法进行了分析，采用了合理的钢材与混凝土的弹塑性本构模型。在此次设计中采用大型通用结构分析程序ABAQUS6.10对两种节点进行了三维实体的计算模拟，通过合理的建模，合理的参数设置，有效的网格划分，得出方钢管混凝土梁-柱节点在单调荷载作用下的屈服时刻梁端位移以及在低周往复荷载作用下的滞回曲线，对延性和耗能指标进行了分析。最后得出结论，这两种节点从ABAQUS计算机模拟的结果来看，都具有良好的抗震性能和进一步研究利用的前景。关键词:方钢管混凝土；非线性有限元；外隔板节点；计算机模拟；滞回曲线AbstractCFTstructureisaformofconcretefilledsteeltubularstructuresanditsengineeringapplicationshasbecomeincreasinglywidespread,however,thestudyingofitsjointisstillnotperfect.Thisarticleaimstodesigncomparejointsoftheinnerextendedouterdiaphragmsandonesofthehigh-strengthboltsconnecting,thejoint'sperformanceofthetwojointsofnewpracticalsquaresteelconcretecolumnsandconcretebeams.AndbymethodsofABAQUSsoftwarenonlinearsimulation,thejointarecarriedoutamoresystematicstudythemechanicalproperties.Thejobincludethefollowing:firstlydesignthetheoreticallypossibleofjoint'sstructuretypes,andtothejointaquasi-statictest,belowtheroleofthecyclicloadinganalysisthesteelconcretebeam-columnjoint'sductility,strengthandstiffnessdegradationandthecapacityofseismicenergydissipation,giveshysteresiscurveandmoment-rotationcurveofeachmodelspecimenbeamdisplacementwithcyclicloadingchanging,andaccordingtohysteresiscurveofthebeamobtainedtheskeletoncurveofabeamdisplacement.Bychangingthemodelparametersofdifferentmaterialsofthevariouscomponents,comparingthecalculatedbeamdisplacementoftheskeletoncurve,drawonthenodepropertiesbythestrengthofconcretechanged;theinfluencebylengthofthewithinextendedoutsidepartitions'jointchangedandtheimpactofchangetheaxialcompressionratioonthejoint.Designchallengeistousenon-linearfiniteelementmethodforthetheoreticalanalysisandtobeareasonablesteelandconcreteelastic-plasticconstitutivemodel.Thedesignisusedlargegeneral-purposestructuralanalysisprogramABAQUS6.10forthetwonodestodocomputersimulationofthethree-dimensionalentity,throughreasonablemodel,setreasonableparameters,theeffectivemeshing,cometheyieldmomentofbeamdisplacementandthelow-cyclereciprocatingloadsofhysteresiscurveunderCFTcolumn-CFTbeamjointunderthemonotonicloading,theductilityandenergyindicatorswereanalyzed.Finally,theconclusionrevealsthatthetwojointsfromtheABAQUScomputersimulationresultshaveagoodseismicperformanceandprospectsforfurtherresearchapplication.Keywords:concrete-filledsquaresteeltube;nonlinearfiniteelement;outerdiaphragmsjoint;computersimulation;hystereticcurves目录HYPERLINK\l"_Toc297149499"摘要IHYPERLINK\l"_Toc297149500"AbstractIIHYPERLINK\l"_Toc297149501"第1章绪论1HYPERLINK\l"_Toc297149502"1.1钢管混凝土在实际工程应用中的优点1HYPERLINK\l"_Toc297149503"1.2钢管混凝土梁柱节点的类型与性能2HYPERLINK\l"_Toc297149504"钢管混凝土梁柱节点类型2HYPERLINK\l"_Toc297149505"钢管混凝土柱－钢梁节点5HYPERLINK\l"_Toc297149506"第2章钢管混凝土框架节点试验11HYPERLINK\l"_Toc297149507"2.1试件尺寸参数11HYPERLINK\l"_Toc297149508"2.2试件材料参数12HYPERLINK\l"_Toc297149509"2.3调整参数12HYPERLINK\l"_Toc297149510"采2.4宗试件设计慎与制作福13HYPERLINK\l"_Toc297149511"谈2.5检低周循环春荷载试验蒸步骤绒16HYPERLINK\l"_Toc297149512"皱第仍3编章有限元挨模型建立决18HYPERLINK\l"_Toc297149513"摄3.1芬创建部件映18HYPERLINK\l"_Toc297149514"茧钢构件的放建立饥18HYPERLINK\l"_Toc297149515"重混凝土构优件建立创摧建部件烂23HYPERLINK\l"_Toc297149516"芽创建刚体允构件赔25HYPERLINK\l"_Toc297149517"元3.2狱属性覆25HYPERLINK\l"_Toc297149518"挣3.3跟装配超27HYPERLINK\l"_Toc297149519"虾3.4攀设置分析绣步豪27HYPERLINK\l"_Toc297149520"脾3.5晃定义接触报28HYPERLINK\l"_Toc297149521"勉定义摩擦哥的接触属奴性增28HYPERLINK\l"_Toc297149522"吼查找接触扬对弓29HYPERLINK\l"_Toc297149523"裁3.6弱定义边界粉条件和荷款载殿29HYPERLINK\l"_Toc297149524"葡施加荷载腔29HYPERLINK\l"_Toc297149525"渐定义边界翻条件斩30HYPERLINK\l"_Toc297149526"促3.7耽划分网格裳33HYPERLINK\l"_Toc297149527"拴布置种子桨33HYPERLINK\l"_Toc297149528"怖划分单元料格关34HYPERLINK\l"_Toc297149529"暴3.8尼螺栓连接炕节点模型雪35HYPERLINK\l"_Toc297149530"惭创建部件品35HYPERLINK\l"_Toc297149531"属性39HYPERLINK\l"_Toc297149532"装配40HYPERLINK\l"_Toc297149533"俊设置分析逝步和历程俗输出爹41HYPERLINK\l"_Toc297149534"拘网格划分房41HYPERLINK\l"_Toc297149535"智4.1继模拟实验蚂结果分析烧44HYPERLINK\l"_Toc297149536"被钢管混凝六土框架节瓣点荷载肯-酬位移全过花程分析拖44HYPERLINK\l"_Toc297149537"勇高强螺栓听连接式节授点桐46HYPERLINK\l"_Toc297149538"守4.2闪破坏特征粉47HYPERLINK\l"_Toc297149539"此4偏.武2.1匆内伸外隔察板式节点貌未屈服前很47HYPERLINK\l"_Toc297149540"父内伸外隔塑板式节点灶屈服横48HYPERLINK\l"_Toc297149541"裹内伸外隔饮板式节点员破坏角50HYPERLINK\l"_Toc297149542"滥高强螺栓政连接式节甩点屈服前谅51HYPERLINK\l"_Toc297149543"担高强螺栓赤连接式节玩点屈服著52HYPERLINK\l"_Toc297149544"竟高强螺栓兼连接式节诚点破坏社54HYPERLINK\l"_Toc297149545"论5.1杆轴压比改肚变迷56HYPERLINK\l"_Toc297149546"肺轴压比计郊算糖56HYPERLINK\l"_Toc297149547"和5.1.谁2踩不同轴压血比作用下孩的荷载爸-钩位移曲线魔56HYPERLINK\l"_Toc297149548"狐轴压比改赔变对梁端衔极限抗弯妙承载力的潜影响规律谱57HYPERLINK\l"_Toc297149549"淘5.2.圣核心混凝丢土强度改尸变酒57HYPERLINK\l"_Toc297149550"沟强度参数照改变治57HYPERLINK\l"_Toc297149551"称强度参数擦改变对应被的荷载球-瓶位移曲线氧58HYPERLINK\l"_Toc297149552"状强度参数槐改变对梁暗端极限抗未弯承载力眯的影响规火律捧58HYPERLINK\l"_Toc297149553"冻5.3穿隔板外伸沃长度挺58HYPERLINK\l"_Toc297149554"骡外伸长度井参数改变翠58HYPERLINK\l"_Toc297149555"歇外伸长度态参数改变谢对应的荷梢载燥-叔位移曲线岛59HYPERLINK\l"_Toc297149556"唯外伸长度狮参数改变鞠对梁端极更限抗弯承北载力的影北响规律利59HYPERLINK\l"_Toc297149557"修第鄙6竟章结论蜂60HYPERLINK\l"_Toc297149558"火参考文献颠61HYPERLINK\l"_Toc297149559"致谢63HYPERLINK\l"_Toc297149560"附录64隙第坚1伴章像勒绪论造1.1脱钢管混凝远土在实际皮工程应用寨中的优点恭钢管混凝顾土是指在驶钢管中填励充混凝土牵而形成的首构件。分袜别按截面杜型的不同慎，为方钢隙管混凝土悼、圆钢管叹混凝土和肢多边形钢钉管混凝土糊。它利用劈钢管和混葡凝土两种谊材料在受昼力过程中艳相互的组顽合作用，虏发挥两种愈材料的优羡点，不仅颂使得混凝篮土抗压强弦度提高、着变形性能疼改善，而禽且避免或戴延缓了钢浮管发生局但部屈曲。门这就决定馒了它在实狐际工程应幅用中的一愉些优点：搁(1初)郊承载力高鱼。钢管中狡混凝土受煎到钢管的布约束，可泪延缓其受磁压时的纵列向开裂，福混凝土可危以延缓或爱避免钢管桑过早地发刷生局部屈港曲。两种办材料相互寨弥补了彼庄此的弱点阅，可以充误分发挥各速自的长处蝶，从而使沸钢管混凝衰土具有很嘉高的承载彻能力，一环般高于组茎成钢管混娱凝土的钢像管及核心电混凝土单倘独承载力桶之和。导(2影)伏塑性和韧累性好。混爽凝土脆性桑相对较大答，对于高窄强混凝土亡更是如此旷。如果将育混凝土灌乖入钢管中坚形成钢管箩混凝土，祸核心混凝惨土在钢管冰的约束下拼，不但在古使用阶段滨它的弹性伞模量得以眠改善，在亦破坏时也姜具有较大非的塑性变井形。此外教，这种结责构在承受愈冲击荷载枕和振动荷草载时也具映有很大的辫韧性。由浩于钢管混座凝土具有汇良好的塑棋性和韧性背，因而抗撕震性能好雹。岂(3待)造制作和施欲工方便。榜与钢筋混扯凝土柱相闸比，钢管炎可以兼作抖柱的外模制和临时支资撑，免去顶了绑扎钢山筋、支模俘和拆模等芬工序；而拦且柱内无巡钢筋，混灭凝土浇灌倡也相对简治单的多，唯可以做到轮多层一次巨施工，并宋能更好的促配合施工蛛中的泵送龄混凝土、地高位抛落践免振捣混扰凝土和自霞密实混凝神土等技术文。与钢结得构构件相唉比，钢管邮混凝土的班构造通常停更为简单网，焊缝少职，更易于喜制作。移(4汇)马耐火性能连较好。火饼灾下，由旧于核心混去凝土可吸易收钢管传罚来的热量钳，从而使朽外包钢管衬的升温滞好后，钢管跪的承载力骡损失要比浑纯钢结构抄相对小，瓦而钢管也性可以保护番混凝土不忙发生崩裂纤现象。限(5镰)沃经济效果税好。采用循钢管混凝仍土承压构掌件比普通榜钢筋混凝查土承压构缸件可节约分混凝哪土佳5扶0愉﹪虫，减轻结币构自酷重透5否0壳﹪考左右，钢协材用量略贺高或约相萌等；与钢尼结构相旨比，可节宴约钢景材声5剑0收﹪类左右。此捧外，由于搂在钢管内矮填充了混涨凝土，钢鸽管混凝土京柱的防锈糠费用会较倡空钢管柱群有所降低猫。肚1.2有磨钢管混凝注土梁柱节晕点的类型族与性能诱1.2.其1权钢管混凝枣土梁柱节宜点类型金(1排)铅加强环肋桐板式节点渠加强环肋收板式节点聚由上下加垫强环和垂床直肋板组巷成，垂直慨肋板和钢技管及下环退板焊接，昏钢筋混凝钓土预制梁箱端留一竖体向糟，槽绑口顺肋板始将梁放在楼下环上，撤用角焊缝欺将梁端预过埋件与肋态板及下环课板相焊接治，然后盖杨上上加强登环，再将群上环板与俭梁端预埋竹件焊接，呈如雷图录1-暗1静所示，这漏种刚性节纪点通过上座下加强环峡传递梁端梦弯矩，垂成直肋板传邻递剪力。蜂其优点是忧传力路径臣明确，构碰造简单，错施工方便越快捷，塑卫性性能好岂，承载力币较高；缺纱点是节点绞用钢量较介大。这种狡节点适用排于多层工昨业与民用侨建筑。射图席1-1搁济加强环肋众板式节点出(2涝)催加强环承扒重销式节械点岂加强环承克重销式节柔点是在梁护顶用加强袖环分别和此钢管及梁史顶预埋件乱钢板焊接棚，预制梁辆端部做成韵下短、上惜长的变形用截面形状添搁在承重挪销上，如缘图钳1-展2呢所示。加众强环的作拉用是传递划梁端弯矩昌所产生的毯拉力，承保重销的作调用是传递见梁端传来竭的剪力，栏承重销多抗采用工字睁梁，它的单腹板穿过烫钢管柱，睬上下翼缘罚则焊在钢突管壁上。邀这种节点撑的优点是旧受力明确户，刚度大粪，承载力字高；缺点香是构造较惜复杂，用缩钢量大这研种节点适胡用于重型料工业厂房遭中。涝图线1-2羊读加强环承午重悼销式节点惠(3氧)避环梁节点姐这种节点策是围绕钢下管柱设置菠现浇钢筋梁混凝土环执梁，与钢临管柱紧密铃箍抱，楼胸盖的纵筋魄锚固于环仿梁内，借酷环梁传递嚷梁端弯矩逆；在钢管怀外侧位于败环梁中部彻或靠近底矮部贴焊一掘或两根环棵形钢筋作梨为抗剪环厌传递梁端挖剪力，如颤图产1-乓3权所示。这薪种节点的泡传力方式夸是组:键梁的剪力伸传至环梁拼后，通过居环梁和钢兔管间的粘细结力、摩纳擦力和抗颈剪环传给棚钢管柱；纯梁的弯矩百则由环梁耐承担并自防行平衡或冲传至钢管钢柱。其中梯剪力传递在直接且均逝匀，但弯辫矩传递则共比较复杂吧，要由环饮梁去消化工，因而环意梁的受力瑞复杂。试纤验表明，春只要环梁土有足够的胆强度就能叠达到刚性葛节点的要兽求，并传令递各种内芒力。这种或节点构造河简单，除梦在钢管外宵侧贴焊钢赖筋环外，贤其他一切备均属钢筋匠混凝土楼僻盖工程。惩图饱1-3清某环梁节点恼(4寸)恩变梁宽式莲或双梁节臂点惰这两种节恒点型式都糖是将钢筋勇混凝土梁造纵向钢筋违连续绕过拌钢管的构旋造型式。猎变梁宽式燥是将梁在和靠近钢管学柱处局部冶加宽，梁提的钢筋从筐钢管柱侧喘绕过，梁哈端绕筋的先斜度应不翁大母于讲1/街6过，如躁图主1-4(葱a炭)抹所示。双陷梁式是把郑原来正对露钢管柱的测梁分成两圈根分别位歉于柱两侧烛，形成闭鉴合的井式五梁。井心慧部分，用宅混凝土填诉实，与钢冰管柱紧密燃箍抱，如乘图柳1-4(美b培)棉所示。这迎两种节点刊均只需在评钢管柱上化焊上牛腿彻，制作简睁单，避免饿了梁与柱臂直接连接钟，楼盖施泻工与普通小钢筋混凝侵土楼盖无蛛异，这是剑它最大的追优点。但偶其却有一事定的适用某条件：变新梁宽式适市用于钢管扒混凝土柱斤的直径较跳小而钢筋匆又不多的养情况；双话梁式则需范要建筑平惨面和结构妄布置的配劲合。倍图离1-彻4创变梁宽式颗及双梁节斗点逆1.2.桃2万钢管混凝暂土柱－钢液梁节点孔(1暂)悲内外加强择环节点何如挥图殊1-痕5鸽所示为钢辫管混凝土麻外加强环顷节点。梁者端剪力的殃传递采用的焊接于钢粱管上的连镰接腹板实币现，梁端俱弯矩的传吃递采用环技绕钢管柱槐的加强环浴与钢梁上鹅下翼缘焊章接的办法狱实现。外化加强环式滋节点是迄弯今为止实祸际工程中教应用较多潜的一种节利点型式，山其传力路舰径简洁明闸确、节点踩刚度大、蚁承载力高弹，在适当甩的截面设哲计下能较宣好地实余现播“漂强柱、弱窄梁、节点窗更普强冻”膨的原则，巧这种节点决型式也是裕我国《钢傻管混凝土相结构设计异与施工规灰程》澡（破CECS已2窃8兆：迎9翼0精）和日本展钢骨和钢个管混凝土伙规范推荐诉的主要型涂式。其缺错点是节点孔用钢量大扭，外观形研状影响后内期室内装调修。狼图革1-捎5鹿钢管混凝扎土柱－钢奴梁节点拖如检图峰1-录6鞭所示为内验加强环式歉节点。即项将钢梁翼捷缘板与腹神板直接焊渔接在管柱弯外边，内骑环与梁的牢翼缘在同酷一水平面棚内，节点徒仍然能够帐满足刚性烈节点的要吴求。这种葵节点型式巨比外环节梳省钢材，束但当管柱缝直径较大培时才能采休用，因为元当管径较斗小时焊接贴困难，而犁且将妨碍畏管内混凝妹土的浇灌其，我炕国穷199朽7舞年开始修取建的深圳确赛格广场城大厦中重厘要的节点纷都采用了段内加强环暖。拿图冠1-薄6行内加强环炉式节点绿(2怕)铜锚定板式慰节点郑如淡图写1-悲7籍所示为锚蛾定板式节巡点，即在筋钢管内正躁对钢梁上蛇、下翼缘倍处各焊一卡个依T唱形锚定板于，埋于柱胳核心混凝骨土内，以械承受梁翼思缘传来的四力偶，剪透力的传递赔则依靠梁杀腹板的竖猛直焊缝。截其特点是匪构造简单辽、省钢材侧，但节点矿的整体刚改度较小，北适用于节尽点内力不阶大的情况掩，目前已这在深圳赛遗格广场工疾程中应用斜。寺图慕1-7咬望锚定板式随节点货3).盯告钢管混凝溉土梁柱节远点的国内拍外研究现你状荒Schn粪eid撞e外和姨Alos魄taz(凳1998荷)树对六种不各同构造的范节点，如彼简单焊接艇节点、外恨加强环板俘式节点、球预埋焊接牧变形钢筋图式节点、敬穿心钢梁壤式节点、斩穿心翼缘摊板式节点炒、穿心腹建板式节点徒进行了往扛复荷载下载的滞回性李能试验研合究和非线首性有限元阻分牧析损,托节点构造妙型式及弯盐矩跑—川—医曲率滞回古曲线如辣图般1-果8释所示：年图廊1-8筝6误种节点及静实验滞回笋曲线仪I差型连接为麦梁端翼缘转与柱管壁盆直接对焊恩，腹板螺沸栓连接的辟简单型节盯点。试验通中发现，胶翼缘焊缝种连接处较睡早地出现办柱壁板受烦拉出平面终屈曲，并木在总转角毒为捧0.03法2ra贺d碗时梁翼缘生根部开始梨出现裂纹差并发展迅晒速，翼缘泳破坏后节倚点很快就姿丧失承载弦力机；姜Ⅱ两型为上下临外加强环绳型，外加颈强环有效复地改善了强简单型节啦点柱壁板狸的出平面仁屈曲和滞标回性能构；思Ⅲ朽型是侨将日I游型的梁端天腹板改为掠穿心板连健接，以改券善连接的序抗弯、剪给能力及节纯点刚度，填然而试验闷结果并非雀理想，破寻坏仍然是扯翼缘受拉更出现裂纹带后很快导岩致腹板撕恭裂，节点竹在大转动隐情况下的零抗震性能障较差数；展Ⅳ丝型是益在慨I稿型的基础颜上再在上酬下翼缘顶售部和底部侍焊定接做4等根变形钢瓶筋并穿透去管壁锚固键于核心混下凝土中，闷试验结果判表明穴，依4悟根变形钢组筋较大地秧改善了试香件的滞回祖性能，耗逐能能力也口有较大提拖高，梁端丑塑性弯矩瑞提高到原语来瓜的隙1.骂5仪倍栽；般V掠型是将钢泰梁上下翼袍缘作为穿掏心板连续狡穿透节点笨并与柱管现壁焊接，控而腹板螺婶栓连接，童这样的连查接滞回曲堆线呈现明症显上反阿S箭形，相比谋之下应该质是滞回性维能最差的控一种犹；美Ⅵ类型是采用饿与昼钢梁截面材相同的穿四心牛腿，凑梁与牛腿炉栓焊连接捉，其滞回显性能是送这班6凉种连接中忧最好的一哥种，梁端功翼缘与腹再板分别在贝总转角寻为尾0.04堪ra本d动和唐0.05鉴ra完d漂时先后出冻现局部屈修曲，塑性询铰出现后暴仍表现出值十分稳定而的弹塑性希性能和耗赠能能力。暑Beut镰e汉l太等娃(200妄1营，痛2002嫌)通对圆钢管码混凝土倘柱阶—费—之工字型钢街梁节点在献单调及往真复荷载作呈用下的力胁学性能进怖行了试验吓研究。节前点区构造否措施是将涝钢梁上、散下翼缘和巾钢管直接搜焊接，翼判缘板上焊赤接钢筋，剖钢筋穿入玻钢管混凝恋土柱内，县并以不同坐构造方式痛锚固于钢自管混凝土赚中，钢梁甲腹板通过敏螺栓和焊联接在钢管统上的夹板食连色接白,锅如弄图称1-闯9荡所示。试廉验结果表添明，钢梁桌翼缘上部雀的锚固钢民筋能有效双地将翼缘御应力直接邻传递到柱樱的核心混恋凝土中。源不同的钢览筋锚固方忽式对比研怜究表明，魂只要钢筋奏在钢管内陕有良好的沫锚固，这向种梁柱节阳点在水平角荷载作用逮下就有良垃好的强度慨和延性。忆Ki晚m努等进行绢了祖6不个较大尺拜寸方钢管厚混凝土趋柱熊—恩—涛H并型钢梁骂带电T拖形外加劲袄件节点滞肯回性能的派试验研究存。节点构徒造型式志，猾T旧形加劲件枯由水平和纳竖向组件摩焊接而成乎。试验实弓测的滞回从曲线饱满第，试件有筑三种破坏奇形态，即书水平组件促抗剪破坏星、竖向组朋件受拉破回坏和钢梁呢屈曲破坏烦。其中钢搏梁屈曲应迁是合适的艰破坏模态钳，因为这波种情况下兆可在梁端绢形成塑性饥铰，提高延节点变形扔能力和耗碰能能力。肺199劲9埋年上海现臣代房地产铺实业有限洪公司提出悬了一芳种厅“渣冷弯薄壁倡矩形钢管第混凝土柱租和冷弯帽赛型逮钢幻—谈—欣混凝土组跑合梁框架错结构体族系婚”欧，其梁柱睬钢构件部气分采用了朗如绝图竭1-9(罢a迅所示的连厘接型式。皇帽形钢内客填混凝土陈与钢筋混懂凝土楼板巧同时现浇叹成整体，牛正常工作奉时帽形钢连和混凝土厉形洽成境T喜形截面组敲合梁，节绘点区梁端伤配有穿心岔负弯矩钢漆筋，经西筝安建筑科轰技大学的弓试验研究坐表斜明删:果这类组合侄节点的滞悔回曲线较杀为饱丝满搜(董如绿图漏1-9(唤b眉)亩所搂示扶)营，位移延蛾性系数也为饲2.0正5罢～凡4.0皮1偷，等效粘洪滞阻尼系弄数植为茎0.2铲4物～而0.3正4六，有较好舒的延性和业抗震性能交，能够满颈足工程应膝用。拨张大旭和验张素掌梅边(200童1番)酸对圆钢管朽混凝土谦柱妇—株—途钢梁外加殖强环节点荣的动力性晌能进行了凭试验研究极，包括强劳柱弱梁及估削弱节点萄核心宫区欢(阳节点区钢疯管壁减风薄冬)医两类节点耽，轴压先比规0.麦4伯～劣0.6津8琴。研究结奇果表明，山强柱弱梁轻节点的荷烦载鹿—孔—愈位移滞回基曲线饱满雀，耗能能耕力强；削停弱节点区辆节点的滞绝回曲线呈垮梭形，曲的线出现拐誓点后，承婶载力仍继捷续增加，无在钢梁屈炒曲之前始他终没有下元降段，且喝轴压比大恶的试件滞贵回曲线更怠饱满。在雕试验的基女础上推导测了梁柱节粱点的受剪吃承载力计顷算公式。矩公式充分已考虑了钢片管的受剪惨承载力，曲但核心混赢凝土的受寨剪承载力移采用了经缩过修正的补外坟包钢节点拖抗剪试验狼回归的核挽心混凝土暑极限抗剪勇强度公式朵，缺少理骗论依据；永而且，钢泊管壁中的怎环向应力历近似取朝为肺0.1f婚s秧，缺少足病够的依据能。钟立来握等渴(200戴1蜡)愁进行了方肾钢管混凝亩土明柱嚼—诵—维H雹型钢梁螺仙栓连接式饶梁柱节点细的试验研睬究，节点泡型式如骄图尽1-1孕0李所示。节寄点钢梁梁摄端设有端亮板，以螺猴杆栓接在切钢管混凝雪土柱上，提混凝土抗版压强度达毛到设计值尿后，对螺缠杆施加预蓝应力；梁牙端加焊翼严缘扩板及货加劲垂直杀三角板，胸以增大梁锣端弯矩，蛮使塑性铰菌远离焊缝历。试验研驳究表明，专无论刚度牧、强度、端韧性及耗挠能能力，论螺栓式梁遇柱节点均先具有良好屈的抗震性队能，即使帝层间位移贷角达晚到才6抚﹪网以上，此除类节点仍搭保持良好衣的稳定性懂。爪图恳1-9哨拉冷弯薄壁蒸矩形钢管志混凝土柱毙和冷弯帽除型钢混凝肃土组合梁置框架及滞赖回曲线话图贵1-10制转穿心螺栓贴端板式节须点哀4).情驳课题的提淹出与本文留的主要工李作下随着矩形咽钢管混凝毙土结构在剪工程中的唐广泛应用姥，矩形钢剥管混凝土乘柱与梁的瞧连接节点拔已成为矩鹿形钢管混苹凝土结构墙研究和推戏广的关键收技术课题巩之一。但扁由于矩形混钢管混凝帖土梁柱节台点存在型飞式多样性竭及受力复伤杂性的特错点，国内注外对这类奇组合结构除节点受力朝性能的深典入研究总梦是相对滞恨后，已有瞎规池范朴(盖规则程症)桑对这类组溉合结构节等点的设计桑规定相对歇构件的内庭容也粗略彩的多。这旗己严重阻肠碍了工程学界安全、害合理地推五广应用，盼主要表现巾在以下几难个方面：荐(1绘)塘对矩形钢桐管混凝土泰结构各种斗节点连接献型式仍然节没有一套让完整和成旷熟的计算皮理论，使纺得人们难达以对节点给的性能做给出全面的妄评价。祥(2睁)籍现有节点记的试验研深究仍不完跃善，特别坊是抗震性抛能的研究搬，无法为扮框架结构恒体系的研瞒究提供必蚀要的抗震厌设计参数白。慕(3枣)野高层及超躺高层钢管牵混凝土结迷构各种型电式节点的氧研究有待垦进一步深头入。因此永，对矩形谎钢管混凝炒土框架节宿点受力性描能的研究览将有助于寒推动工程令设计和应飘用，对矩个形钢管混村凝土柱与铃各种形式喂梁的连接姻节点抗震游性能的研疑究将为框捧架结构体灶系的。图综上所述议，这次课夺题的目的制和要求如唉下：烦①上熟练掌握丰ABAQ消US筹有限元分喜析软件使寻用方法。缎②睡实现对钢耐管混凝土年柱欢-引钢管混凝迁土梁框架廉节点在荷霸载作用下蹦荷载附-战位移关系恢的非线性肤模拟计算质，深入掌括握节点核士心区应力很分布和内源力传递机哈理。碌③撇了解不同系钢管混凝冒土柱霜-傅钢管混凝竞土梁框架翁节点形式营各自优缺栏点。拐④核获得轴压夫比、核心美区混凝土恐强度及连患接件尺寸巧等因素变药化对节点头受力性能痕的影响规惧律。扶第址2灰章侧即钢管混凝挤土框架节帽点试验汤2.1凑顽试件尺寸灰参数笨CF持T言柱返-C撑F校T绝梁节灰点码划中的柱钢皂管截面尺搜寸捧：妥250抬×250邮×6m浸m总，梁钢管沙截面尺寸挺：颂150航×250顷×9m仗m封，见意图估2-1姻.鸭不同形式颂节点细部记尺寸分别滩见查图州2-禁2龟及殖图守2-乒3吸。多图坛2-1掉艳梁柱截面丧尺寸培叙图烈2谱-宫2浊外伸内隔翁板式节点禁细部尺渐寸头察雁吉图期2-3旱对高强螺栓渠节点细部强尺寸哗不同形式拢节点试件唤尺寸分别蛾见沈图墙2-缝4等及危图撤2-弱5蹦。试件柱砍的高度判：额1564疼mm,集试件梁的比长度卷：肯1674劣-130壤×持2肉＝桃1414券mm图2-4图2-4外伸内隔板式节点试件尺寸图2-5外伸内隔板式节点试件尺寸痕2.2担试件材料船参数斤钢材的屈蜂服强温度考:贷245康MPa驱混凝土强恩度：穷80MP括a惯（命＊腰圆柱体抗旱压强度）筋2.3牙罩调整参数聪①名驶轴压锦比倒n段分别调整勒为正0.2挠,0明.3,毕0.5匀,0.纵6,体0.8碍,夏n卡1结露南轴压比雁n波1旧＝封N/N脂0宇n趁2堵划设计轴压轿比掉n千2耐＝樱N/N赤u佳考虑地震省组合作用滑时饰n曲2蛇≤湖1.25马;案仅计算竖重向地震作壶用时鞋n乞2射≤诱1坝N独0吃宵诊轴心受压需时的极限减承载力养N寺0栏＝杨f戚y碑A鸣S呈+f战cu克A自c摇N机u工唉芳轴心受压响时截面受址压承载力乱设计本值框荣N丸u稍＝探f必s免A咬S谜+f倦c哪A壳c冒f志y搂搭钢材材的叼屈服强度顺f映s舅腾钢材的抗疏拉，抗压撤和抗弯强笔度设计值辜f接cu订陵存混凝土的阵立方体抗深压强度泡(仇久抗压强度具标准值痕)户f去c挂迹邻混凝土的欠抗压强度跟设计值絮A做S成忠命钢管的截虫面面积酸A窜c件浸亿混凝土的浊截面面积镰②旦友核心混凝问土强度（瓣立方抗压铺强度）分蒜别调整奥为挎:红C15溪,C3析0,,叼C50,磨C60扬,C80喘③给灰外伸内隔港板的伸出醒长度分别举为旋:20跳m那m究，攻40m侧m圣，其80m粪m禽，沿100m艰m欧，弦120m态m环2.物4银试件设计辉与制作摆1疾）模型试议件为中冰柱肢“画十字防形员”嚷节点我试件和模帖型按粱1手∶蔽1慎缩尺比例舰制作。柱碌采用冷弯罗空心方形跪钢管，依格据《矩形片钢管混凝召土结构技六术规程》粥(虫CECS写159瞧:2桂004)怎中要求，蚊确定钢管度柱的截面往尺寸，柱翁内填慈C40应混凝土。计试件中的难梁为组合测工字型钢腾梁，钢梁委设计依据贩《钢结构摘设计规范眉》坐GB50悔017-圈2003启，并按照墨《建筑抗猫震设计规升范》别GB50摸011-蔬2001葡进行抗震中验算，以熟期保证节财点试件发殿生梁端破每坏模式，恐达斑到连“宵强柱弱请梁施”井的抗震设秘计原则。范在钢管柱暖内钢梁翼饿缘处设置请隔板，且寺隔板贯通坝钢管壁，装上钢管柱凯、下钢管轧柱与隔板旦通过坡口妨焊连接，惯钢梁翼缘炊与外伸隔推板也采用惨坡口焊连禽接，钢梁肉腹板与钢役管柱壁通仁过连接板育采用高强助螺栓连接克，连接板朱与柱壁用勒双面角焊或缝焊接。涂隔板上设礼置浇注孔阳，其孔径猜分别辫为脑φ损80泥mm圣。试验中衡均使用崖Q235院B军钢材；各迹节点试件解的轴压比非n夫=佛N刑0/翠Nu围,嘉即为试验授时施加在箱柱顶的恒懂定轴力烛N补0乐与钢管混驶凝土柱的猫极限承载驳力标准值桥Nu江之比，斜2)掏.变材料性能暗试梁验辽蚕①忙薄吊钢材试验说及试验数烟据枝捎，如回表死2-培1阳。劳科表葱2-1睬挂钢材的塑走性材料数等据墙应劲力牛/PM挨418曲500遇605驶695瞧780命829企882鸽应变驼0物0.01矿581麦0.02增983块0.05等6卵0.09拨5坏0.15隔0.25轻应肝力摘/PM炕908谈921俭932协955燃988戏1040饭应变缎0.35撤0.45豆0.55倍0.65盈0.75疯0.85已②彩混凝土强墓度试验及贩数据，如网表乌2-读2炼。建表逐2-2跃淋混凝土塑拜性材料数位据单混凝土怜C15讲C30薄C40墨C50捕C60阻C70稼C80维Φ剑/懂内摩擦角读56.8垫8以60.4流6挠62.2慰0京63.4讲2尼64.6唐3芒65.8兽8摇66.7豪8桃C革/糊粘聚力系闸数享1.48厌2.63披3.31涛3.72良4.32艇4.76摔5.15妹（搬b笋）混凝土录受拉性能骗（谱1逮）本文采北用应力断抢裂能关系犬模型来模妙拟混凝土贯受拉软化慎性能。潮（凡2固）核心混孙凝土采用早塑性损伤塔模型，混爬凝土塑性项损伤模型铸采用费相延关流动法左则。其单娇轴受压应弦力况-拍应变关系介采用文献亦中给出的巴相应表达伟式。混凝滤土受拉软甩化性能采照用能量破陷坏准则来仁考虑混凝屋土受拉软柜化性能。阴（锻3蓬）混凝土叶的在、本堂构关系比服较复杂，扁考虑到钢封管内核心茎混凝土处码于三向受塞压状态，诵因此对混蛋凝土采棒用泉Plas掠tici蛮ty-D歉ruck厕erP缓rage付r中材料本构邻关系模型煌，在进行烘有限元分买析时，材敌料需要输流入三个值崖：粘聚惕力辟C案，内摩擦域角尚Φ许和膨胀只角绞Φ规f狂。膨胀丑角影Φ悼f=凡0舱，则不会讨发生体积稍膨胀。如挂果膨胀罗角佛Φ菠f租=碌Φ傲，在材料壳中就会发牵生严重的昏体积膨胀亿。粘聚居力底C器和内摩擦拼角信Φ宇由以下两奔式求得。懒献稼（网2-室1奶）国进仰（更2-惊2缺）杯梨（讨2-宵3镜）顿σ泻y真-跟材料屈服缸强度司β狂-房绝材料常隐数有鸡σ篮1游—厕-毛捞混凝土单俘轴受拉屈壳服强度车σ腿c-堂膛混凝土单器轴受压屈军服强度众轿由于钢管廊混凝土柱总中的轴压侮比较低，唯钢管混凝挑土柱仍处放于弹性阶变段，所以沿没有考虑亭核心混凝确土的开裂矿和压碎。激弹性模量唇由知<娱<封混凝土结葛构设计规易范螺>梳>肤规定的公阀式闻跌（掀2-迈4么）孔并由材料逝试验得到书的参数计婆算确定左取彼；泊松比勒取名0.差2鸣。乏（于4计）核心混邀凝土三向百受压及双诵向受压时展的本构关秋系鬼a饱)蹦混凝土单亲轴受压时捡的弹性模喊量源，按下式树计算：丛扮器（迷2-雅5雁）海b锋)正混凝土的小泊松比则，按下式离计算：挑(2泡-6)窝不同型号晓混凝土的济钢管混凝踏土柱轴压间比调整的遣数据，如诉表闭2-3才.棉立方体混欲凝土塑性源阶段应力扭应变数他据夕(召转换成圆借柱体混凝晃土抗压强辨度痛)赤，如肤表腔2-苹4宵。弓表疾2-3轰困撇各型号混芒凝土钢管府混凝土柱屯轴压比调刻整数据史N/KN连混膝凝厕土催叙0.2经0.3伙0.4竟0.5掏0.6规0.7神0.8抄1.0嗓1.2盆C15父400花600榴800沿1000家1200泛1400估1600对2000绑2500晌C30携515依772都1029侄1287贯1544最1801佳2058温2573团3216毁C40妈591际886风1181通1476峰1772鸡2067躺2362尽2953伞3691史C50肃654杨981野1308催1635四1962饥2289廊2616愁3270任4088途C60猾722圾1083抬1444清1805永2166机2527蓬2888裂3610张4513腰C70撒791铜1187去1582蹦1978妖2373清2769冲3164旱3955赌4944肾C80拘856玉1293撒1700星2139次2567俯2995剥3422控4278汽5348帝表珠2-4期夸混凝土塑惨性阶段应牵力应变数否据茅б允ε贴C80陵C60疫C50予C40旧C30餐C15珠0.00鸡1按40.6畏7酱29.4负9成23.8冷2后19.4累7真14.8甜8奇7.44香0.00赚2锋63.9叮1绳46.0忌8塌37.0亦5卸20.2绞9旬22.5柏6糊11.2俊8柿0.00羡28升70馒49.9诵8苍39.5提31.6零23.7坡11.8通5岁0.00福3扇69.8众6竖49.9松3踩39.4南6蜜31.5宁4盏23.6泳1赖11.7炉0即0.00抓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