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钢梁一钢筋混凝土柱组合结构(RCS)将是今后中、高层建筑应用的主要结构形式之一。国外学者对RCS组合结构节点的力学特性及抗震性能已进行了较多的理论分析和试验研究,然而目前对这种结构的研究还不完善,且国内对其研究却刚刚起步。为了对RCS组合结构节点的受力性能和抗震性能有更好的了解,有必要对其进行非线性有限元分析。本文应用ANSYS对钢梁-钢筋混凝土柱节点在低周反复荷载作用下进行模拟计算,然后根据计算结果分析RCS组合结构节点的受力性能和抗震性能。
试件采用分离式有限元模型,共用节点,不考虑节点的粘结滑移。根据有限元计算结果,对节点处型钢和混凝土的应力应变进行分析,得到了节点的三种破坏形式:梁铰型、混合型和节点核心区剪切型。然后分析了各节点的滞回特性、骨架曲线、耗能能力和延性,得出了各节点均有较好的耗能能力和延性。
在此基础上,对破坏形式为梁铰型节点的影响因素做了分析。分析表明:在钢筋混凝土柱与型钢梁接触处腹板两侧设置有足够强度的竖向面承板,能够保证钢梁传来的应力可靠地传递到节点区;轴压比对节点的开裂荷载和极限荷载是有很大影响的,即轴压比越大,节点的开裂荷载和极限荷载越大,然而轴压比的增大不但增强了P-△效应,而且导致了节点刚度退化,因此轴压比的增大并不是无限制的;混凝土强度对节点开裂荷载和极限荷载的影响也比较明显,随着混凝土强度的提高而提高。