埋入式鋼管混凝土外加強(qiáng)環(huán)板柱腳節(jié)點(diǎn)受力性能有限元分析.pdf

1、鋼管混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)沖切破壞問題已是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性技術(shù)問題之一。本文研究的是一種新型鋼管混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)—帶外加強(qiáng)環(huán)板的埋入基礎(chǔ)梁式鋼管混凝土柱腳節(jié)點(diǎn)的沖切破壞問題,在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立有限元模型。研究在柱腳處設(shè)置外加強(qiáng)環(huán)板的節(jié)點(diǎn)破壞模式及確定影響外加強(qiáng)環(huán)板柱腳極限承載力的主要因素。
　　本文在課題組試驗(yàn)試件模型ZJ/H-7、8的基礎(chǔ)上,利用ANSYS有限元分析軟件建立有限元節(jié)點(diǎn)模型,選取該模型單元的形式、設(shè)置實(shí)常數(shù)、定義材料屬

2、性,并根據(jù)節(jié)點(diǎn)模型的性能確定有限元分析的各個(gè)參數(shù)。創(chuàng)建整體建模實(shí)體、確定了網(wǎng)格劃分、設(shè)定了求解的約束條件。
　　首先通過有限元分析得出節(jié)點(diǎn)的破壞模式、極限承載力等受力性能,從極限承載力、裂縫的發(fā)展、箍筋應(yīng)力和各自的受力特性與試驗(yàn)中的受力性能進(jìn)行分析對(duì)比,從而驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上改變加強(qiáng)環(huán)板的尺寸和埋深,并建立大量的有限元模型進(jìn)行分析,得到了節(jié)點(diǎn)的破壞模式和極限承載力,通過數(shù)據(jù)分析確定環(huán)板寬度、環(huán)板厚度和環(huán)板埋深對(duì)節(jié)

3、點(diǎn)受力性能的影響。
　　分析結(jié)果顯示:節(jié)點(diǎn)的極限承載力隨外加強(qiáng)環(huán)板寬度的增大而增大,隨著環(huán)板的厚度和環(huán)板埋置深度的增大極限承載力變化比較平緩,并給出了在構(gòu)造上偏于安全考慮時(shí)環(huán)板尺寸的取值。再利用數(shù)值模擬軟件1stopt對(duì)有限元分析所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,建立了柱腳節(jié)點(diǎn)承載力的公式。該承載力包含有柱腳底板下的混凝土與環(huán)板組成的核心區(qū)域和周邊鋼筋混凝土形成的周邊區(qū)域兩部分組成,柱腳的承載力是兩者承載力的疊加。運(yùn)用建議公式計(jì)算各個(gè)試件的極限