钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点力学性能的有限元模拟-结构工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本文主要的贡献及工作如下： 1、对钢管混凝土柱受压、受扭有限元分析，得到模拟过程力一位移全程曲线并对 比试验结果，与实验中的受压、受扭曲线吻合较好，其极限承载力也基本相似，验证 了有限元模型的合理性。 2、在三种工况下对不同节点的加载分析，比较各节点连接区域部分的钢材、混凝 土、钢筋等的应力分布情况，以及在各加载条件下，其极限承载能力。最终得到，在 钢管混凝土柱一梁柱贯通型式节点下，其节点表现出了优良的力学特性。 3、在钢管混凝土柱一梁环梁的基础上，保留环形钢筋混凝土梁，在钢管不连通区 域设置内置钢管，同时在方形梁与环形梁交接处加密箍筋。经过三种工况条件下的加 载并对比柱贯通式节点，可以发现改进节点形式在竖向承载力有一定提高，竖向加载 时混凝土节点区域的高主应力单元明显减少：同时在???端加载以及柱顶水平加载中都 表现出更好的力学性能，其节点的改进方式是可以被接受的。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 l 学位论文作者签名：俪夜讴 日期：如帕哥f特劫嘴 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 钢管混凝土柱作为目前结构工程领域研究和应用热点问题之一，在实际工程如何 使用钢管混凝土柱优良的力学特性，其关键在于柱与梁合理的节点连接方式。本文通 过对四组钢管混凝土柱的抗压模拟和五组钢管混凝土柱的扭转模拟，以及对四种节点 形式三种工况下的加载计算后，对四种节点力学性能进行了对比分析，然后在已有的 节点形式的基础上，提出了节点的改进方案。本文主要包括以下内容： 1、用ANSYS对钢管混凝土柱结构进行有限元模拟，进行柱顶面竖向位移加载以 及扭矩加载。与实验中得到的全程荷载．位移曲线作为对比，来检验在钢管混凝土柱建 模过程中混凝土本构关系、钢材本构关系选择、单元选择、网格划分等的合理性。 2、在三种加载方式下对CFST柱梁节点中梁贯通式节点、柱贯通式节点、普通穿 心式节点、钢筋穿心式节点进行了有限元模拟。对各种加载方式下节点区域钢管、混 凝土、钢筋的应力分布做了比较分析，分析发现在竖向加载条件下钢管混凝土柱的整 体受力性能相差不大，其中钢管混凝土柱贯通式节点在节点区域的力学性能表现良好； 而在梁端水平加载过程中，四种节点在梁端与环形梁连接位置的混凝土主应力较大， 需要对该区域进行加强处理；在单向水平载荷条件下，钢管混凝土柱贯通式节点同样 体现了该连接方式下其力学性能的优异性。 3、对四种不同节点分析后，在钢管混凝土柱贯通式节点的基础上，保留节点连接 处环形梁的设置，在节点区域竖向方向设置内钢管，以加强由于钢管在此区域不连续 引起节点的削弱，在方形梁与环梁连接处对该处钢筋进行加密处理，用以保证钢筋上 的拉力能够较好的向节点周围传开，而不引起应力集中现象。通过对改进节点的有限 元计算后，与钢管混凝土柱贯通式节点中力学性能较优异者进行对比，验证改进区域 的合理性。 关键词：钢管混凝土柱；节点连接；有限元分析；力学性能 万方数据  西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract Concrete filled steel tubular(CFST)columns are currently being one of the hot subjects in structure engineering research and application．In practical engineering,the connection between column and beam plays an important role in using the excellent mechanical properties of the CFST．Four groups of compressed simulation and five groups of twisted simulations were conducted in this article．as well as four kinds of joints form under three loading caSe．BaSed on the existing form of joint connections，an improved scheme of connection is proposed which compared the mechanical behavio