型钢混凝土组合结构梁柱节点受力性能研究

论文摘要

节点是连接梁和柱的关键部位,在型钏混凝土组合结构的设计分析中,一个关键问题就是节点的设计。节点传递梁、柱的内力,因此要保证结构正常工作,就必须保证节点工作的安全可靠。节点受力极其复杂,通常都处于压剪弯复合应力状态,因此研究并分析节点的受力性能、破坏机理,使节点分析设计构造合理、传力明确、计算可靠,是非常重要的。本文依据铁路大型站房合肥南站工程中的节点实例,利用大型有限元分析软件ABAQUS对四类节点（钢筋混凝土梁-型钢混凝土柱节点、型钢混凝土梁-型钢混凝土柱节点、型钢梁-型钢混凝土柱节点和钢筋混凝土梁-型钢梁-型钢混凝上柱节点）在不同工况下进行一系列的非线性有限元分析,有限元分析中采用整体式有限元模型,忽略了型钢混凝上节点核心区各构件之间的粘结滑移特性,并合理简化了模型。通过对混凝土、型钢及钢筋的应力、应变分布图的分析,得出了各类节点的不同破坏模式。同时,通过建立不同的模型进行计算,分析了加劲板、型钢腹板厚度、型钢腹板高度、混凝土强度、轴压比、剪跨比等因素对节点性能的影响。希望本文的研究工作能为今后型钢混凝土组合结构的设计与实施提供一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 型钢混凝土组合结构简介
• 1.1.1 型钢混凝上结构种类
• 1.1.2 型钢混凝土结构特点
• 1.2 型钢混凝土结构的研究发展与应用状况
• 1.2.1 型钢混凝土结构在国外的研究发展状况
• 1.2.2 型钢混凝上结构在国内的研究发展状况
• 1.3 型钢混凝上结构的研究热点及应用前景
• 1.3.1 研究热点问题
• 1.3.2 应用前景
• 1.4 型钢混凝土梁柱节点的研究现状
• 1.4.1 梁柱节点的构造形式
• 1.4.2 梁柱节点的试验研究
• 1.4.3 梁柱节点的有限元分析
• 1.4.4 存在的问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.5.1 本文的研究意义
• 1.5.2 本文的工作
• 第二章 型钢混凝土梁柱节点计算理论及有限元分析理论
• 2.1 型钢混凝上梁柱节点的深化研究
• 2.1.1 梁钢筋深化设计
• 2.1.2 柱钢筋深化设计
• 2.2 型钢混凝土梁柱节点受力性能
• 2.2.1 受力性能和影响因素
• 2.2.2 受力机理分析
• 2.3 型钢混凝土梁柱节点抗剪承载力分析
• 2.3.1 梁柱节点设计原则
• 2.3.2 抗剪承载力计算公式
• 2.4 有限元分析理论及步骤
• 2.4.1 有限元分析方法
• 2.4.2 有限元分析计算步骤
• 2.5 本文模型的来源
• 2.5.1 有限元分析模型形式
• 2.5.2 本文模型的选取及来源
• 第三章 四种型钢混凝土梁柱节点计算模型介绍
• 3.1 选取模型单元类型
• 3.2 选取单元本构关系
• 3.3 建立节点几何模型
• 3.3.1 有限元模型设计
• 3.3.2 单元材料参数
• 3.3.3 模型单元划分
• 3.4 建立节点几何模型
• 3.4.1 钢筋模型的特殊建立
• 3.4.2 节点内加劲肋设计
• 3.5 计算收敛问题的处理
• 第四章 四种型钢混凝土梁柱节点有限元分析
• 4.1 第一种节点模型有限元分析
• 4.1.1 荷载及边界条件
• 4.1.2 有限元计算结果
• 4.1.3 影响节点性能因素
• 4.2 第二种节点模型有限元分析
• 4.2.1 荷载及边界条件
• 4.2.2 有限元计算结果
• 4.2.3 影响节点性能因素
• 4.3 第三种节点模型有限元分析
• 4.3.1 荷载及边界条件
• 4.3.2 有限元计算结果
• 4.3.3 影响节点性能因素
• 4.4 第四种节点模型有限元分析
• 4.4.1 荷载及边界条件
• 4.4.2 有限元计算结果
• 4.4.3 影响节点性能因素
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果