利用有限元软件 ABAQUS模拟计算以螺栓连接的矩形钢管柱 一钢梁节点和矩形钢管混凝土柱 一 钢梁节点 ，这两种节点都是通过螺栓和法兰板施加预 紧力连接 的，在建立节点 模型 时 ，钢 管采用壳 单元 (S4R)，钢 梁和混凝土采用实体单元(C3D8R)。模拟结果表明：本研究选取轴压比为0．3，经过计算后选用柱顶承载力相同 的节点 ，以低周循环荷载加载方式对这两种节点进行加载，通过对荷载 一位移滞 回曲线、耗能性能、骨架曲线、刚 度及强度退化等分析，了解二者的抗震性能。对两节点模拟结果比较，矩形钢管柱 一钢梁节点抗震性能低于矩形 钢管混凝土柱 一钢梁节点抗震性能。利用 ABAQUS能够准确地模拟出这两种节点的静力性能，并能够减少工作 量 ，节约经 费。可谓 同类 型的论文提过参考 。 【关键词】 节点；有限元分析；静力性能 ；抗震性能 【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)09—0076—03 钢 管混凝土组合结构能够 从分发挥 钢材 和混凝 土各 自 的优点 ，具有广泛 的应 用前 景 J，这种组合 结构 受到 了工程 界的广泛关注 ，研究者对其性能也进行了大量的分析。本 研究选 取轴压 比为 0．3时 ，在低周循环荷载作用下的力学性 能进行了对比分析 ，对矩形钢管柱 一钢梁和矩形钢管混凝 土柱 一钢梁两种节点形式 。节 点柱和 梁的连接 形式在 考虑 施 工问题的情况下采用螺 栓施加 预紧力方式 连接 。在设计 时柱的极限承载力高于设计值，柱的极限承载力高于梁的 极限承载力；在设计时梁破坏时螺栓要处于弹性阶段，以确 保 这两种节点满足 “强 柱弱梁 ，强节点 弱构件 ”的设计 原则 ； 从 模 拟结 果 中 的刚性 、强度 、延 性 等方 面来 比较 这 两 种节 点 ；从荷载 一位 移滞 回曲线来看 滞 回环 比较饱满 和稳定 ，矩 形 钢管柱 一钢梁低于矩形钢 管混凝土 柱 一钢 梁节点 形式 的 抗震 性能。 1 有 限元模型建立 lO 与 图1钢材的。 ∈系 (1) 钢材本 构关 系。钢材应 力 一应变 曲线 采用 三线 模型，如图 1所示。此模型能比较准确的反映出钢材在反复 循环荷载作用下 的应 力 一应变 全过 程的 钢材 特性 ，适 用 于 延性较好的构件 。本文 中钢 材的屈服强度 为 280N／mm ，应 力 一应变关 系函数表达式 见式 (1)： = ≤ s sy < s ≤ sel (1) 式中 tan0=Es； If,=1．6；s“ =10e ；s =100~r。 (2) 混凝土 本构 关系 。混 凝土 是一种 非常 复杂 的复 合多相材料。ABAQUS中提供了混凝土本构模型，由于矩形 钢管中的混凝土处于三向受压的状态 ，所以采用 了D—P 模型 ，采用不相关流动法则 ，混凝土膨胀角可人为指定 膨胀 角 为 24．4叭 ，用 于 矩 形 钢 管 混 凝 土 计 算 中。在 ABAQUS中需要定义混凝 土应力 一应 变关系 ，本文采用 了刘 威 根据大量试 验提 出的 应力 一应 变关 系 ，该 曲线是 在混 凝土加约束效应后单轴单轴作用下的应力 一应变曲线。采 用多点模拟 实际材 料 曲线 ，更 能接 近真 实材 料性 能。应力 一 应变关系 函数表达式 见式 (2)：≤ l > 1 (2) 式 中， =8／e0；y=tr／tr0；0= (N／mm2)；60=占 + 800· ·10-6； = (1300+12． )·10一； = 1．6+ r 0·l 1‘5 ； s=A|／Ac 为混凝土 轴心抗压强度设计值 ；A 为钢材的截面面积；A：为混凝土的 截面面积；为构件截面的约束效应系数；o。为构件截面含 钢率 。(3) 单元模型的建立。矩形钢管柱 一钢梁节点模型 中钢管 的尺寸为 ：250mmX250ram ×12mm，钢 梁尺 寸： 294mm×200mm×12mm×8mm；矩形钢 管混凝 土柱 一钢 梁 节点模型中钢管尺寸：250mmX250mmX6mm，钢梁尺寸： 294mmX200mm×12ram×8mm，钢材采用 Q235低碳钢屈服 强度 280N／mm；混凝土采用 C30。钢梁和钢管柱通过螺栓 形式连结。钢管内的混凝土在施加荷载时钢管与混凝土会 产生滑移 ，会导致混凝土与钢管之间存在切向摩擦，本计算 中将切向摩擦系数 ，设置为 0．60 ；混凝土与钢管的法向采 用“硬”接 触 。钢 管 与法 兰板 之 间 的摩擦 系 数本 文定 义 为

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