·826 工程科学学报，第41卷，第6期 作出的贡献，本模型剪力传递系数取0.5；受拉软化 模量用于模拟混凝土受拉开裂后，随着裂缝宽度 的增加，混凝土逐渐将拉力卸载给钢筋的现象.开 裂应力取0.1f:本模型不考虑混凝土压溃应变，将 其设为1，这是由于混凝土达到峰值应力后的软化 应变 行为己反映在混凝土的单轴应力一应变关系中.对 E一杨氏模量 E一软化模量 于抗剪连接件的连接，在楼板与钢梁交界面对应结 ǒ一屈服强度 点设置弹簧连接(spring link),将x、y水平方向定义 一开裂强度 弹簧约束，并输入单个栓钉受剪承载力以及栓钉剪 图3混凝士损伤定义 力一滑移曲线.在z向用绑定(Tie)约束.弹簧单元 Fig.3 Cracking damage of concrete 的两节点一端设置在楼板节点上，另一端设置在梁 面的相对滑移；A,为栓钉的钉杆截面面积；E。为混 节点上.栓钉的力一位移表达式如式(1)，V是我国 《钢结构设计规范》中所规定的单个栓钉的承载力 凝土楼板的弹性模量：f为栓钉极限抗拉强度；h和 计算公式，如式(2)： d分别为栓钉高度和直径. V=V.(1-e-)as58 (1) 为了精确模拟试验加载过程，在梁端设置耦合 点来模拟梁端位移加载点，并在耦合点上施加和试 V.=0.43AaEf≤0.7Af(h/d≥4) (2) 验相同的位移加载方式，定义梁端上移为正向加载， 40r 下移为负向加载 通过对上述建立的有限元模型进行模拟得到了 20 循环加载下的滞回曲线，并将该曲线和试验所得到 10 的滞回曲线进行对比分析.图4~5为试件的有限 0.2f 元和试验所得的滞回曲线和骨架曲线的对比，其中， 0.0020.0040.006 0.1f STW/0为无楼板组合作用的纯钢梁一钢管柱节点 应变 -10L 框架模型，STW为有楼板组合作用的纯钢梁一钢管 图2混凝土本构关系 柱节点框架模型.从图中可看出两者曲线吻合较 Fig.2 Constitutive relation of concrete 好，说明精确度满足要求，该模型计算所得结果可 式中：V为截面剪力：V为单个栓钉的承载力：s为界 靠，能够利用该模型做进一步分析 (a) 400 (b) 400 300 300 20 -0.060.4 0.2 0.02 0.040.060.080.10 -0.060p4 062/ 0.040.06 008 转角rad 转角rad -一-试验 一--试验 -300 -一-模拟 -300 一一一模拟 40 400L 图4滞回曲线对比.(a)STW/0:(b)STW Fig.4 Comparison of hysteretic curves:(a)ST-W/0:(b)ST-W 由数值模拟与试验所得的刚度、屈服点和塑性点6.70%，标准差为2.60%，数值模拟得到的塑性点弯 的对比详见表1.其中，数值模拟得到的剪切刚度与 矩与试验值误差平均值为5.25%，标准差为2.81%. 试验值误差平均值为5.21%，标准差为1.59%，数值 说明有限元模型计算精度满足要求，该模型计算所得 模拟得到的屈服点弯矩与试验值误差平均值为 结果可靠，能够作为进一步分析的有效模型工程科学学报，第 41 卷，第 6 期 作出的贡献，本模型剪力传递系数取 0. 5; 受拉软化 模量［14］用于模拟混凝土受拉开裂后，随着裂缝宽度 的增加，混凝土逐渐将拉力卸载给钢筋的现象． 开 裂应力取 0. 1fc ; 本模型不考虑混凝土压溃应变，将 其设为 1，这是由于混凝土达到峰值应力后的软化 行为已反映在混凝土的单轴应力--应变关系中． 对 于抗剪连接件的连接，在楼板与钢梁交界面对应结 点设置弹簧连接( spring link) ，将 x、y 水平方向定义 弹簧约束，并输入单个栓钉受剪承载力以及栓钉剪 力--滑移曲线． 在 z 向用绑定( Tie) 约束． 弹簧单元 的两节点一端设置在楼板节点上，另一端设置在梁 节点上． 栓钉的力--位移表达式如式( 1) ，Vu是我国 《钢结构设计规范》中所规定的单个栓钉的承载力 计算公式，如式( 2) : V = Vu ( 1 － e － s ) 0. 558 ( 1) Vu = 0. 43Ast Ec 槡 fc≤0. 7Ast fu ( h / d≥4) ( 2) 图 2 混凝土本构关系 Fig． 2 Constitutive relation of concrete 式中: V 为截面剪力; Vu为单个栓钉的承载力; s 为界 图 3 混凝土损伤定义 Fig． 3 Cracking damage of concrete 面的相对滑移; Ast为栓钉的钉杆截面面积; Ec 为混 凝土楼板的弹性模量; fu为栓钉极限抗拉强度; h 和 d 分别为栓钉高度和直径． 为了精确模拟试验加载过程，在梁端设置耦合 点来模拟梁端位移加载点，并在耦合点上施加和试 验相同的位移加载方式，定义梁端上移为正向加载， 下移为负向加载． 通过对上述建立的有限元模型进行模拟得到了 循环加载下的滞回曲线，并将该曲线和试验所得到 的滞回曲线进行对比分析． 图 4 ～ 5 为试件的有限 元和试验所得的滞回曲线和骨架曲线的对比，其中， ST-W /O 为无楼板组合作用的纯钢梁--钢管柱节点 框架模型，ST-W 为有楼板组合作用的纯钢梁--钢管 柱节点框架模型． 从图中可看出两者曲线吻合较 好，说明精确度满足要求，该模型计算所得结果可 靠，能够利用该模型做进一步分析． 图 4 滞回曲线对比． ( a) ST-W/O; ( b) ST-W Fig． 4 Comparison of hysteretic curves: ( a) ST-W/O; ( b) ST-W 由数值模拟与试验所得的刚度、屈服点和塑性点 的对比详见表 1． 其中，数值模拟得到的剪切刚度与 试验值误差平均值为 5. 21%，标准差为 1. 59%，数值 模拟得 到 的 屈 服 点 弯矩与试验值误差平均值为 6. 70%，标准差为 2. 60%，数值模拟得到的塑性点弯 矩与试验值误差平均值为 5. 25%，标准差为 2. 81% ． 说明有限元模型计算精度满足要求，该模型计算所得 结果可靠，能够作为进一步分析的有效模型． · 628 ·