方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析

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发布时间：2021-09-11

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方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的
非线性有限元分析
许剑徐伟良陈佳弟
(浙江工业大学建筑工程学院，杭州310032)
[摘要] 用ANSYS有限元程序对方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板半刚性节点的非线性性能进行了理论分析，并
将计算结果与试验结果进行了比较，两者吻合较好。通过对6个系列共13个方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺
栓端板连接试件的非线性有限元分析，重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响。结果表明：端板
加劲肋和高强螺栓预应力对节点力学性能有较明显的影响，端板厚度和轴压比对节点力学性能有一定的影
响，螺栓直径及排列间距对节点力学性能的影响较小。
[关键词] 方钢管混凝土柱；穿芯螺栓端板节点；非线性分析；F一△曲线
[中图分类号] TU311．41 [文献标志码] A [文章编号] 1001-523X(2012)01—0001—05
NoNLINEAR FEM ANALYSIS OF THROUGH END．PLATE BOLTED
CoNNECTIoNS FoR CoNCRETE FⅡ LED SQUARE
STEEL TUBULAR CoLUM N．STEEL BEAM
[Abstract]
[Keywords]
Xu Jian Xu Wei·-liang Chen Jia-·di
To analyze the nonlinear behaviors of through end-plate bolted semi·rigid connections for concrete filled square
steel tubular column·steel beam theoretically by ANSYS finite element program and to compare the result with
testing result，we find the two results are identica1．Through analyzing 6 series of total 1 3 through endplate bolted
connection samples by finite element and mainly discussing the effects of several of components connected to
mechanical influence on mecchanical properties of the node．The result show that the stiffening plate of end plate
has great influence on mechanical properties of the node；The thickness of the endplate and the axial load ratios
have a certain influence on mechanical properties of the node；the bolt diameter and spacing arrangement have less
influence on mechanical properties of the node．
concrete filled square steel tubular column；through end—plate bohed connection；nonlinear analysis；F-Acurve
钢管混凝土结构是一种组合结构体系，它充分
发挥了钢管和混凝土两种材料各自的优点，具有承
载力高、塑性和韧性好、施工方便等优点⋯ ，被广泛
地应用于工业厂房、高层建筑和桥梁等结构。随
着我国经济的增长，以钢管混凝土柱与钢梁形成的
收稿日期：2011—10—15
作者简介：许剑(1987一)，男，安徽绩溪人，浙江工业大学硕士研究
生，研究方向为钢结构及空间大跨度结构。
通讯作者：徐伟良(1952-)，男，教授，浙江工业大学硕士研究生导师，
研究方向为建筑结构非线性分析的理论与应用。
组合框架结构体系在工程实践中逐渐得到应用与发
展，并取得了良好的经济效益和社会效益。钢管
混凝土柱一梁连接的节点是设计的关键部位，其力
学性能直接影响着整体结构的强度、刚度和稳定性
等设计指标值。传统的设计和分析都是将钢管混凝
土柱一梁节点考虑成刚度为无穷大的刚性节点，这
一简化显然将节点的受力性能理想化了。它虽然能
够使计算更为简便，但却不能真实地反映实际结构
的受力性能。本文采用ANSYS程序对穿芯螺栓端
板半刚性连接节点的工作机理进行了非线性有限元
分析，并将计算结果与文献[4]的试验结果进行了