既有低層磚混結(jié)構(gòu)上鋼結(jié)構(gòu)加層柱腳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的理論研究.pdf

1、磚混結(jié)構(gòu)在現(xiàn)役結(jié)構(gòu)中比重較大，面對(duì)量大面廣的磚混結(jié)構(gòu)建筑，采用鋼結(jié)構(gòu)加層成為改造既有建筑最有效的方式之一。既有低層磚混結(jié)構(gòu)上鋼結(jié)構(gòu)加層的關(guān)鍵之一是新舊結(jié)構(gòu)的連接----加層鋼柱柱腳節(jié)點(diǎn)的連接力學(xué)性能問題。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加層鋼柱柱腳節(jié)點(diǎn)，目前現(xiàn)行的國家規(guī)范或規(guī)程等并無明確的規(guī)定，致使鋼結(jié)構(gòu)加層改造無據(jù)可依，導(dǎo)致部分加層工程存在一定的安全隱患。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于文獻(xiàn)資料查詢和已建工程案例調(diào)研，結(jié)合國家目前現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和手冊(cè)

2、，構(gòu)想出適合既有低層磚混結(jié)構(gòu)上鋼結(jié)構(gòu)加層的柱腳節(jié)點(diǎn)形式。以鋼柱軸力、鋼柱截面幾何尺寸、鋼柱底板幾何尺寸、柱腳節(jié)點(diǎn)錨栓布置方式和規(guī)格及柱腳混凝土梁幾何尺寸等14個(gè)因素為變量，針對(duì)240mm和370mm寬混凝土梁，設(shè)計(jì)并完成共42個(gè)平板式柱腳節(jié)點(diǎn)有限元分析模型。⑵采用有限元軟件ANSYS/APDL語言的參數(shù)化分析方法，考慮材料非線性、幾何非線性和接觸非線性對(duì)柱腳節(jié)點(diǎn)受力的影響，針對(duì)上述42個(gè)有限元節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得出了節(jié)點(diǎn)模型在上述1

3、4個(gè)不同因素影響下對(duì)應(yīng)的柱腳受力M-θ關(guān)系曲線；對(duì)比相關(guān)文獻(xiàn)柱腳節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)資料，系統(tǒng)地討論了14個(gè)因素對(duì)柱腳節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布規(guī)律、節(jié)點(diǎn)初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響。⑶針對(duì)數(shù)值模擬分析所得出的各節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度值，與現(xiàn)有成熟的柱腳節(jié)點(diǎn)剛度計(jì)算公式結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出了影響節(jié)點(diǎn)剛度的主要因素為鋼柱軸力、錨栓數(shù)量、鋼柱尺寸和錨栓直徑；本文所設(shè)計(jì)的 ZJ1系列柱腳節(jié)點(diǎn)極限轉(zhuǎn)角基本在4.0E-3~5.0E-3rad之間，而底板和錨栓開始屈服