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| CAE分析 |
型钢混凝土组合结构由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成，在施工过程中梁柱节点的连接较为复杂，工程中常用钢筋直螺纹连接器、钢筋连接板等方式连接。根据《钢结构设计规范》GB50017—2003以及《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-1998的要求，在上述节点中，集中力对应位置处应设置加劲肋，且钢柱加劲板净间距应＞150mm。然而在实际工程中，梁的上部(或下部)钢筋多为多排，故相应钢筋连接板或钢筋连接器也为多排，且间距较近，在此钢筋连接板或钢筋连接器多排设置的情况下，型钢柱对应位置处加劲板设置就不能满足规范＞150mm的要求。因此本文通过有限元分析，研究此节点型钢柱加劲板加设情况对柱翼缘板的侧向变形及应力分布的影响。
陕西永利国际金融中心主楼为框架-核心筒结构，地上46层，地下3层，总建筑面积134223.1m2。外框柱与核心筒暗柱均为型钢混凝土结构；地下室梁为混凝土梁，钢筋排布密集，许多钢筋均需在钢骨上做连接措施。经与设计及总包沟通后确定，钢筋与型钢混凝土连接以钢筋连接板焊接连接为主，对于焊接困难的第2排钢筋采用钢筋套筒连接，钢筋连接板与对应的加劲板均选用20mm厚Q345B钢板，钢筋连接板与钢柱翼缘等强焊接。
选取梁宽×高=500mm×600mm的混凝土梁与钢暗柱H1200×400/500×40×40正交为例，混凝土上、下钢筋分别为2排6/5，5/5HRB40025钢筋。节点设计参数如表1所示。钢筋连接节点如图1所示。
本文采用大型通用有限元软件ABAQUS模拟所选节点的受力特征，研究钢筋连接板处加劲肋对柱翼缘的应力和位移的影响。
选取1m高的柱模型，选取受力最不利的上部受拉钢筋作分析。连接板位于距柱高0.5m处。在软件中使用C3D20R单元(20节点六面体减缩积分单元)模拟钢材Q345。
钢板的力学性能采用《钢结构设计规范》GB50017-2003所给出的数据，不同厚度钢板的屈服应力及弹性模量如表2所示。
由于本文主要是研究加劲板的受力及位移，所以对加劲板网格进行了细分，采用结构化网格划分方法，单元大小尺寸控制为10mm，对于H型钢柱体及连接板同样采用结构化网格划分，单元大小尺寸控制为20mm。所建立的模型及网格划分模型如图所示。
为了避免柱两端约束产生应力集中，在柱两端同时施加轴心压力，即在计算模型坐标系的y轴方向，大小取值为柱截面极限抗压强度的0.45，即9817200N，同时约束x，z向位移。钢筋连接板所受拉力的大小取为实际钢筋极限承载力的0.7。节点尺寸如图3所示。
在本文的模型分析中，对模型的计算进行了简化，采用如下假定：本模型分析未考虑混凝土影响，假定节点所用焊缝与柱钢材材质相同；由于主要研究加劲板对节点的影响，下排钢筋的连接简化为连接板连接；不考虑焊接残余应力的影响；不考虑焊脚尺寸对受力的影响。
