带有芯钢管的钢管混凝土节点核心区竖向承载力分析

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发布时间：2021-09-10

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带有芯钢管的钢管混凝土节点核心区竖向承载力分析
卜永红，王毅红
(长安大学建筑工程学院，陕西西安710061)
摘要：基于带有芯钢管的钢管混凝土节点承载力试验研究结果，运用有限元软件ANSYS建立带有芯钢
管的钢管混凝土节点核心区有限元分析模型，进行节点竖向承载力数值分析，与试验结果进行了对比，
并对影响钢管混凝土节点核心区承栽能力的因素进行了分析。研究结果表明：有限元模型计算所得极
限承栽力与试验实测结果吻合较好；混凝土强度、芯钢管强度、外围纵筋和箍筋的强度均对节点核心区
的竖向承载力影响较大。
关键词：钢管混凝土节点极限承载力有限元分析
中图分类号：TU375．3 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2013．05．16
文献[1．4]提出一种新型钢管混凝土柱一钢筋混
凝土梁节点。该种节点在节点区全部或局部中断外钢
管，使钢筋混凝土梁中的钢筋在节点内直通，在节点区
设置芯钢管、环箍和竖向短钢筋加强节点。试验结果
表明：粱、柱破坏先于节点破坏，试件满足“强节
点、弱构件”的抗震设计原则。文献[5]利用4个带芯
钢管的钢管混凝土残节点试件，再次进行试验，研究节
点的破坏过程、破坏形态和受力性能。本文在已有试
验研究的基础上，采用ANSYS有限元软件，对影响钢
管混凝土节点核心区承载能力的因素进行数值分析，
为此类节点的工程设计提供参考。
1 试验概况
文献[1．4]中4个带芯钢管的钢管混凝土节点试
件在第一次梁端加载试验中，与节点相连的梁、柱均已
破坏，但节点核心区基本完好。文献[5]截去上下钢
管混凝土柱，以露出节点区竖向短钢筋而未露出芯钢
管为截断标准。试件JD．2A尺寸及配筋见图1，其它
试件节点构造相似，试件特征参数及材料强度见表1。
对截取的带芯钢管的钢管混凝土节点核心区施加竖向
荷载。具体试验设计、试验现象、试验结果分析等见文
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表1 试件特征参数及材料强度
图1 JD一2A尺寸及配筋(单位：mm)
注-'L为屈服强度，fu为极限强度。
收稿日期：2012．11 26；修回15t期：2013一O1—08
基金项目：陕西省自然科学基金项目(2006E208)
作者简介：I-永红(1975一)，男，陕西白水人，工程师，博士研究生。
2 参数选取及模型建立
2．1 本构关系选用
考虑到节点残余的梁对芯钢管内混凝土承载能力