[毕业论文] 矩形钢管混凝土节点核心区剪切受力性能研究 [复制链接]

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毕业论文-矩形钢管混凝土节点核心区剪切受力性能研究，共148页，

中文摘要

已有的试验标明，在某些情况下，节点区引起的变形占梁柱结构在地震下的

变形中很大的比例；本论文研究钢管混凝土节点核心区剪切变形性能，建立了一

套概念明确的核心区剪力剪切变形计算方法，并进行了简化；对通用有限元程序

进行了二次开发，使之能够考虑剪切工况下的混凝土软化作用，并具有较好的可

扩展性；对节点核心区的受力性能进行了有限元模拟，并进行了参数分析；设计

了钢管混凝土节点核心区往复加载受力性能试验。

关键词 ：钢管混凝土；节点核心区；剪切性能

ABSTRACT

Existed test showed that the panel zone caused the major deformation of the

beam-column structure under seismic load in some cases. So the shear deformation

performance of CFT panel zone is studied.

A calculation method with clear mechanics concept to simulate the core

deformation is put forward. The method is simplified to be practical. A program based

on general FEA software is developed to take count of the soften effect in concrete. It

is easy to be modified and improved. Using FEA software to simulate the panel zone

and making parameter analysis in order to get more information. A test is designed to

test the panel zone subjected to seismic shear loading.

Keywords：CFT ; panel zone ; shear performance

目录

第 1 章

引 言 ..1

1.1 研究背景 .1

1.1.1 节点域在结构计算中的作用 ............1

1.1.2 矩形钢管混凝土与钢梁连接节点的形式 ........2

1.1.3 节点性能的研究手段 ........3

1.2 研究现状 .4

1.2.1 材料模型举例 ....4

1.2.2 理论模型现状 ....8

1.2.3 试验研究现状 .. 10

1.2.4 研究中尚存在的问题 ...... 11

第 2 章理论推导部分 .. 13

2.1 核心区钢管模型： .............. 13

2.1.2 屈服点： .......... 14

2.1.3 极限点： .......... 15

2.2 核心区混凝土模型： ........... 15

2.2.1 开裂点 ............. 16

2.2.2 极限强度点 ...... 16

2.3 算例分析 .............. 25

2.3.1 屈服承载力： .. 26

2.3.2 极限承载力： .. 29

2.4 计算公式分析 ....... 34

2.5 计算公式简化 ....... 41

第 3 章程序计算部分 .. 48

3.1 二次开发环境介绍 .............. 48

3.2 计算推导过程 ....... 51

3.2.1 基本假定 .......... 51

3.2.2 开裂前 ............. 51

3.2.3 坐标转换矩阵表达式 ...... 52

3.2.4 坐标转换矩阵求解 .......... 53

3.2.5 弹性开裂行为及软化行为描述 ...... 54

3.2.6 弹塑性开裂行为描述 ...... 56

3.2.7 软化行为描述 .. 58

3.2.8 压溃行为描述 .. 58

3.3 程序计算效果 ....... 58

3.3.1 模拟 ISOTROPIC 材料的计算效果 58

3.3.2 修正 ISOTROPIC 材料的计算效果 71

3.4 后续程序改进 ....... 76

第 4 章有限元计算 ...... 78

4.1 建模 ....... 78

4.2 分析计算 .............. 79

4.2.1 J203 平面节点试验： ...... 79

4.2.2 SP1 平面节点试验： ........ 84

4.3 参数分析 .............. 87

4.3.1 混凝土强度 ...... 88

4.3.2 钢材强度 .......... 88

4.3.3 腹板厚度 .......... 89

4.3.4 翼缘厚度 .......... 89

4.3.5 轴压比 ............. 90

4.4 小结 ....... 90

第 5 章钢管混凝土核心区剪切性能试验 .. 92

5.1 试验目的 .............. 92

5.2 试验装置 .............. 92

5.2.1 底座 .. 93

5.2.2 拐臂梁 ............. 93

5.3 试件类别 .............. 93

5.4 试件安装及量测方式 ........... 95

第 6 章

结论与展望 ...... 97

6.1 结论 ....... 97

6.2 展望 ....... 98

插图索引 99

表格索引 103

参考文献 104

致 谢

声 明

106附录 A 外文资料的调研阅读报告（或书面翻译） ......1

107附录 B 钢管混凝土核心区剪切性能试验图纸 ............ 24

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