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

1、鋼管混凝土柱腳節(jié)點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—帶外加強環(huán)板的埋入基礎梁式鋼管混凝土柱腳節(jié)點的沖切破壞問題,在試驗的基礎上建立有限元模型。研究在柱腳處設置外加強環(huán)板的節(jié)點破壞模式及確定影響外加強環(huán)板柱腳極限承載力的主要因素。
　　本文在課題組試驗試件模型ZJ/H-7、8的基礎上,利用ANSYS有限元分析軟件建立有限元節(jié)點模型,選取該模型單元的形式、設置實常數(shù)、定義材料屬

2、性,并根據(jù)節(jié)點模型的性能確定有限元分析的各個參數(shù)。創(chuàng)建整體建模實體、確定了網(wǎng)格劃分、設定了求解的約束條件。
　　首先通過有限元分析得出節(jié)點的破壞模式、極限承載力等受力性能,從極限承載力、裂縫的發(fā)展、箍筋應力和各自的受力特性與試驗中的受力性能進行分析對比,從而驗證了有限元模型的準確性。在此基礎上改變加強環(huán)板的尺寸和埋深,并建立大量的有限元模型進行分析,得到了節(jié)點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)板埋深對節(jié)

3、點受力性能的影響。
　　分析結(jié)果顯示:節(jié)點的極限承載力隨外加強環(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環(huán)板尺寸的取值。再利用數(shù)值模擬軟件1stopt對有限元分析所得的數(shù)據(jù)進行擬合,建立了柱腳節(jié)點承載力的公式。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。運用建議公式計算各個試件的極限