关键词
组合节点;钢管混凝土柱;钢梁;ABAQUS;滞回;论文复现
模拟背景
在传统RCS(RC柱-钢梁组合节点)中增加柱的钢管约束,并设置内部型钢可形成强节点-弱构件的节点破坏机制
组合节点涉及复杂的钢-混粘结滑移相互作用,这使得其滞回曲线通常捏缩
滞回模拟是结构工程领域模拟公认的难题,而组合节点的滞回试验复现可谓难度之最,同学们对其捏缩的滞回曲线常常束手无策
论文复现内容
本期案例带来了一期博士学位论文中组合节点滞回试验的复现,其中柱采用内置型钢的钢管混凝土柱,梁采用工字型截面钢梁。试验采用柱端加载,节点构造与加载方式如下图所示。


组合节点连接构造与滞回试验装置
组合节点试验复现难点
组合节点构造形式多样,简单的有RCS节点,复杂的有钢管混凝土组合节点。对于类似组合形式的节点滞回试验复现难点主要有:
1、组合节点应如何设置钢-混界面以考虑粘结-滑移效应
2、组合节点捏缩的滞回曲线如何复现
3、组合节点的破坏形态与下降段如何调试与试验吻合
滞回曲线对比
滞回曲线与试验结果吻合一致。包括初始刚度、承载力、峰值、下降段均与试验吻合极好。且捏缩程度表明粘结滑移效果符合实际情况。

滞回曲线对比
破坏形态对比
破坏形态与试验结果一致。其中节点区钢管发生鼓曲,内部混凝土开裂。


破坏形态对比
结语
组合节点连接构造形式多变,粘结滑移行为复杂,这让工程师和学者很难着手,尤其其捏缩的滞回曲线更令人困扰。若进行大量试验会消耗高昂成本,因此,能够反映实际情况的高性能精细化有限元分析技术就显得十分关键。本期案例对已有模型进行讲解。包含部件、材料、相互作用、粘结滑移设置、后处理等关键细节进行讲解。可为类似RCS节点或其他连接构造组合节点的抗震性能模拟提供参考。