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鋼管混凝土結構具有承載力高、施工方便、耐火性能好、耐腐蝕性強、節(jié)點連接簡單、傳力可靠、經(jīng)濟性好等特點，從而成為學者們研究的熱點。隨著鋼管混凝土結構的廣泛應用，節(jié)點設計問題也越來越受到關注，國內(nèi)外學者對鋼管混凝土節(jié)點也進行了大量研究工作，內(nèi)隔板貫穿式鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點是《矩形鋼管混凝土結構技術規(guī)程》(CECS 159:2004)推薦的節(jié)點形式，對這類節(jié)點的研究成果尚不多見，且規(guī)程中對其受力機理及承載力計算方法均未提及。
文獻進行4個節(jié)點試件的靜力破壞試驗研究，驗證了該種節(jié)點形式的可行性和優(yōu)越性，但在試驗過程中，由于試驗測量條件的局限性，僅通過應變片來測量關心點的應變，不便于了解整個構件的應力分布規(guī)律。本研究是基于試驗的，利用ABAQUS軟件建立三維有限元分析模型，為進一步了解內(nèi)隔板外伸式鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點提供參考。經(jīng)過試驗結果驗證的有限元模型可以有效地彌補試驗的不足之處，可以方便地了解任意一點的應變和任意時刻構件總體的應力應變分布情況，能夠很好地獲取試驗中無法測量得到的結果，并且可以較清晰地看到各個節(jié)點試件主應力分布，以及核心混凝土的受力狀態(tài)，從而獲得對鋼管混凝土結構的受力性能更準確、更全面的認識。
試件為平面中柱節(jié)點，其中試件SZ61為規(guī)程中推薦的節(jié)點形式.試件的框架梁為組合工字形鋼梁，框架柱采用冷彎空心方形鋼管，鋼管柱內(nèi)填C40混凝土，試驗鋼材為Q235B。試件示意圖如圖所示，試件的具體構造形式為：選取的鋼管柱在節(jié)點處斷開，鋼梁翼緣與外伸隔板焊接，腹板與鋼管柱通過節(jié)點板用高強螺栓連接。隔板與鋼梁翼緣和鋼管柱的所有焊縫均采用全穿透焊接，節(jié)點板與柱壁采用雙面角焊縫焊接。節(jié)點試件的具體截面尺寸和編號見表，主材性指標見表。
在本研究的有限元模擬中對于鋼材和核心混凝土采用八節(jié)點減縮積分格式的三維實體單元(C3D8R)，雖然這種單元與其它高次等參單元相比，計算精度稍低，但卻可以大大節(jié)省計算時間，從計算的經(jīng)濟性出發(fā)，整個模型采用C3D8R單元。
根據(jù)文獻可知，本研究把鋼材的應力-應變曲線簡化為彈性段，彈塑性段，塑性段，強化段和二次塑流等5個階段，如圖所示，其中εe=0.8fy/Es，εe1=1.5εe，εe2=10εe1，εe3=100εe1。
混凝土是一種脆性材料，在拉，壓方向上具有不同的力學性質(zhì)，各國學者對混凝土的本構提出了不同的模式。采用ABAQUS中的塑性損傷模型，由于混凝土材料的復雜性，其本構關系也因為受力狀態(tài)的不同而不同，核心混凝土處于方鋼管的圍壓作用下，因此受壓曲線采用韓林海提出的約束混凝土本構模型，而受拉曲線則采用單軸作用下受拉本構模型。
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