方鋼管柱-H型鋼梁外加環(huán)式不等高梁節(jié)點非線性有限元分析.pdf

1、伴隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐步提升，綠色環(huán)保成為了這個時代的主題，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑逐步走入人們的視線。而由于鋼結(jié)構(gòu)建筑功能分區(qū)的不同，節(jié)點柱兩側(cè)梁的跨度往往會存在差異?；诮Y(jié)構(gòu)功能和工程經(jīng)濟方面考慮，本文提出了在跨度較小的一側(cè)選用梁高較小的H型鋼梁，將原有不等跨結(jié)構(gòu)的等高梁節(jié)點形式變?yōu)樽笥伊焊卟煌漠愋喂?jié)點，稱之為不等高梁節(jié)點。
　　基于已有不等高梁節(jié)點的試驗研究成果，首先通過有限元軟件ABAQUS進行有限元驗證;在確

2、保有限元模型的可靠性后，對不等高梁節(jié)點的梁高比、柱寬厚比、軸壓比、梁柱寬度比、梁翼緣寬厚比、梁腹板高寬比以及節(jié)點域高寬比7參數(shù)進行了有限元分析，比較單調(diào)加載條件下各參數(shù)對不等高梁節(jié)點域的破壞（屈服）模態(tài)、抗剪承載力、剪切力-剪切變形曲線（V-θ曲線）的初始剛度、屈服點及塑性點處應力分布狀態(tài)的影響。得到以下主要結(jié)論:
　　(1)不等高梁節(jié)點有限元模型在單調(diào)荷載作用下的節(jié)點域V-θ曲線與試驗骨架曲線吻合度較高，有限元參數(shù)分析用單調(diào)加載

3、替代試驗原有的往復加載，分析各參數(shù)對節(jié)點域受力性能的影響。
　　(2)節(jié)點形式由等高梁節(jié)點調(diào)整為不等高梁節(jié)點時，節(jié)點域抗剪承載力的下降明顯，而梁高比的降低對不等高梁節(jié)點域抗剪承載力影響不明顯;節(jié)點域初始剛度隨梁高比的減小沒有明顯變化;節(jié)點域區(qū)域的高應力區(qū)面積隨著梁高比的減小逐步減小，但節(jié)點在屈服點與塑性點處的高應力區(qū)面積受柱寬厚比影響較大，柱寬厚比越大的節(jié)點其高應力區(qū)面積越大;且節(jié)點域抗剪承載力以及初始剛度隨著柱寬厚比的增加逐步減

4、小。
　　(3)隨著軸壓比的增加，節(jié)點域抗剪承載力逐漸降低，節(jié)點域初始剛度變化不明顯。高軸壓比促使整個節(jié)點域提前進入屈服狀態(tài)，但不同柱寬厚比的節(jié)點進入整體屈服所需軸壓比并不相同，柱寬厚比越小所需軸壓比會越大。
　　(4)不等高梁節(jié)點梁柱寬度比增加，節(jié)點域抗剪承載力會增加，初始剛度和高應力分布無明顯變化;梁翼緣寬厚比越小的不等高梁節(jié)點，節(jié)點域承載力越高，但節(jié)點域初始剛度變化不大，隨著梁翼緣寬厚比的減小，節(jié)點域高應力區(qū)由節(jié)點域1