现行的钢管混凝土柱节点形式多样，各具特点。本研究采用一种重载柱设计的新模式，在钢管混凝土柱中埋设型钢，即钢骨—钢管混凝土组合重载柱。由于是一种新型组合柱，对其受力性能的研究还处于探索阶段，特别是理论分析还有待展开，因此，为了全面了解新型节点的工作性能和受力性能，在此，采用ANSYS软件对其结构进行有限元分析，最后与试验结果进行对比修正。
      重载柱为钢骨—钢管混凝土组合柱，梁为工字钢梁，节点类型为加强环节点。钢管直径Ｄ为165ｍｍ，柱的高度Ｌ为1300ｍｍ，管壁厚度ｔ为4.5ｍｍ。管内混凝土强度等级为Ｃ60，内埋钢骨为2根Ｉ12组成的十字型钢，工字钢梁为Ｉ16。
      在ANSYS中建立节点的有限元模型，具体尺寸与模型试验中的相同。模型模拟试验中所采用的节点构造，描述由钢骨—钢管混凝土组合柱、加强环、肋板和钢梁组成的组合结构，模拟其约束及加载过程，整体考察新型组合柱节点的受力性能，最后还要试验结果进行对比。
      加载过程：先在柱上施加竖向轴力Ｎ=1800ｋＮ，通过面压力的形式施加，其值为84.18ＭＰａ，然后，打开预应力开关，使其在梁端加载的过程中一直在，且大小不变，最后，在梁端通过位移控制施加低周反复荷载。
      约束情况：试验中，钢管柱上下端均加了平板铰，以模拟铰支座，即管柱上下端只能在梁与柱形成的平面内转动，而不能平动。因此，在有限元分析中模拟该约束时，对于下端支座：限制柱端截面上各点的水平位移和竖向位移，释放其转角位移，对于上端支座：限制柱端截面上各点的水平位移，释放其竖向位移和转角位移。
      在梁端加低周反复荷载，其加载顺序(均通过梁端位移控制加载，方向指定竖直向上为正)。
      整个过程的计算量较大，需耗费较长时间。构件最后破坏时，节点区的钢管壁产生了严重的扭曲变形，使模型的实体单元遭到严重破坏，导致计算终止。其节点的变形情况如图所示，与试验所得结果相似，钢管与加强环相连接处的管壁明显地往外凸，最后，由于交界处的管壁被撕裂而破坏。
      从图中可以看出，节点区钢管壁、下加强环与钢梁下翼缘交界处各向的应力均较集中，试验中试件的破坏正是在此处，试验最后，此处的加强环和钢管壁均被撕裂。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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