既有低層磚混結構上鋼結構加層柱腳節(jié)點轉動剛度的理論研究.pdf

1、磚混結構在現(xiàn)役結構中比重較大，面對量大面廣的磚混結構建筑，采用鋼結構加層成為改造既有建筑最有效的方式之一。既有低層磚混結構上鋼結構加層的關鍵之一是新舊結構的連接----加層鋼柱柱腳節(jié)點的連接力學性能問題。針對鋼結構加層鋼柱柱腳節(jié)點，目前現(xiàn)行的國家規(guī)范或規(guī)程等并無明確的規(guī)定，致使鋼結構加層改造無據(jù)可依，導致部分加層工程存在一定的安全隱患。
　　本研究主要內容包括：⑴基于文獻資料查詢和已建工程案例調研，結合國家目前現(xiàn)行的設計規(guī)范和手冊

2、，構想出適合既有低層磚混結構上鋼結構加層的柱腳節(jié)點形式。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)點錨栓布置方式和規(guī)格及柱腳混凝土梁幾何尺寸等14個因素為變量，針對240mm和370mm寬混凝土梁，設計并完成共42個平板式柱腳節(jié)點有限元分析模型。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柱腳節(jié)點受力的影響，針對上述42個有限元節(jié)點模型進行數(shù)值模擬，得出了節(jié)點模型在上述1

3、4個不同因素影響下對應的柱腳受力M-θ關系曲線；對比相關文獻柱腳節(jié)點的試驗資料，系統(tǒng)地討論了14個因素對柱腳節(jié)點應力分布規(guī)律、節(jié)點初始轉動剛度和節(jié)點極限承載力的影響。⑶針對數(shù)值模擬分析所得出的各節(jié)點的初始轉動剛度值，與現(xiàn)有成熟的柱腳節(jié)點剛度計算公式結果進行對比分析，得出了影響節(jié)點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；本文所設計的 ZJ1系列柱腳節(jié)點極限轉角基本在4.0E-3~5.0E-3rad之間，而底板和錨栓開始屈服