·828 工程科学学报，第41卷，第6期 2.1尺寸效应 2400 为了研究尺寸效应对梁端抗弯承载力和破坏模 态的影响，分别选择D为200、250、300和400mm共 1600 4组进行有限元数值仿真建模，同时控制其他构件 800 与柱宽D的相对比值不变.不同尺寸影响下梁端抗 004 00 0.020.040.060.08 弯承载力的对比，见图6和表3，其中，为初始 转角lrad 剪切刚度有限元值，M、M“为屈服点及塑性点 。-55,D=400mm 160 4,D=300mm 抗弯承载力有限元值，8、6为屈服点及塑性点 -3.D=250mm -2400 -2,D=200mm 变形角有限元值. 为了便于比较，计算得到单位截面抗弯系数的 图6尺寸对梁端抗弯承载力的影响 梁端抗弯承载力，不同尺寸影响下的单位截面抗弯 Fig.6 Effect of specimen size on the flexural capacity 表3不同尺寸试件在性能点的梁端抗弯承载力 Table 3 Effect of specimen size on the moment-rotation behavior 试件编号 柱宽，D/mm 加载方向 KE/(kNad-l) OEM /rad MFEM /(kN.m) OpEM /rad MFEM/(kN.m) 正向 336867 0.0049 1621 0.0090 1859 5* 400 负向 197502 0.0060 1456 0.0095 -1732 正向 141683 0.0055 671 0.0093 754 4 300 负向 87631 -0.0088 -609 0.0142 -675 正向 82665 0.0064 387 0.0102 464 3* 250 负向 49367 -0.0090 -355 -0.0151 -393 正向 43577 0.0056 202 0.0097 250 2# 200 负向 26024 -0.0090 -183 -0.0157 -216 系数的梁端抗弯承载力比值如表4所示.其中，M2、 单位截面抗弯系数下的梁端抗弯承载力影响很小， W2为D=200mm时所对应的梁端抗弯承载力和柱 可以忽略尺寸效应的影响 抗弯截面系数，W2=D/6;M3、W3为D=250mm时 2.2轴压比 所对应的梁端抗弯承载力和柱抗弯截面系数，W= 以试件STW为基准模型，选定轴压比为控制 D6;M4、W,为D=300mm时所对应的梁端抗弯承 参数，通过对基准模型分别施加轴压比n为0、0.2、 载力和柱抗弯截面系数，W,=D6;M、W为柱宽 0.4、0.6和0.8所对应的轴向荷载.通过对上述参 D=400mm时所对应的梁端抗弯承载和柱抗弯截面 数模型模拟分析可得不同轴压比作用下的节点梁端 系数，W=D/6.M3=(M3/W3）/(M2/W2),M24= 弯矩-转角曲线，见图7.对比分析曲线可知虽然节 (M4/W4)/(M2/W2),Ms=(M/Ws)/(M2/W2).从 点的梁端承载力随轴压比的增大而增大，但并未对 表4可看出，M23M24、M2x在0.89~1.00之间，可看 总体产生明显影响.在不同轴压比作用下4条梁端 出M3、M24、Ms均小于1，说明截面尺寸较小的构件 弯矩一转角曲线的初始刚度是处于重合状态且基本 的抗弯承载力高于截面尺寸较大的构件的抗弯承载 以同一斜率增长，可见轴压比对其影响很小. 力.由于各构件单位截面抗弯系数的抗弯承载力比 2.3楼板厚度 值关系均较接近1，因此可认为改变构件的尺寸对 选定楼板厚度为分析参数，分别建立板厚为0、 60、85、100和120mm的分析模型，对比分析了不同 表4不同尺寸下的单位截面抗弯系数梁端抗弯承载力的比值 厚度的楼板对于单调推覆荷载作用下节点的承载力 Table 4 Effect of specimen size on M23,M24 and M2s 及其刚度的影响。得到不同楼板厚度下梁端弯矩一 单位截面抗弯系数梁 正向荷载 负向荷载 转角曲线及屈服点塑性点的对比，如图8所示，结果 端抗弯承载力比值 屈服点塑性点 屈服点塑性点 表明，无楼板的试件(t,=0mm)的梁端承载力及初 Mzs 0.98 0.95 0.99 0.93 期刚度明显低于有楼板的试件(t.=60、85、100、 M24 0.98 0.89 0.99 0.93 120mm);随着楼板厚度的增加，梁端承载力及刚度 M2s 1.00 0.93 0.991.00 均有着明显的提高，均呈一种近乎线性增长关系，可工程科学学报，第 41 卷，第 6 期 2. 1 尺寸效应 为了研究尺寸效应对梁端抗弯承载力和破坏模 态的影响，分别选择 D 为 200、250、300 和 400 mm 共 4 组进行有限元数值仿真建模，同时控制其他构件 与柱宽 D 的相对比值不变． 不同尺寸影响下梁端抗 弯承载力的对比，见图 6 和表 3，其中，KFEM 0 为初始 剪切刚度有限元值，MFEM y 、MFEM p 为屈服点及塑性点 抗弯承载力有限元值，θ FEM y 、θ FEM p 为屈服点及塑性点 变形角有限元值． 为了便于比较，计算得到单位截面抗弯系数的 梁端抗弯承载力，不同尺寸影响下的单位截面抗弯 图 6 尺寸对梁端抗弯承载力的影响 Fig． 6 Effect of specimen size on the flexural capacity 表 3 不同尺寸试件在性能点的梁端抗弯承载力 Table 3 Effect of specimen size on the moment--rotation behavior 试件编号 柱宽，D /mm 加载方向 KFEM 0 /( kN·rad － 1 ) θFEM y /rad MFEM y /( kN·m) θFEM p /rad MFEM p /( kN·m) 5# 400 正向 336867 0. 0049 1621 0. 0090 1859 负向 197502 0. 0060 1456 0. 0095 － 1732 4# 300 正向 141683 0. 0055 671 0. 0093 754 负向 87631 － 0. 0088 － 609 0. 0142 － 675 3# 250 正向 82665 0. 0064 387 0. 0102 464 负向 49367 － 0. 0090 － 355 － 0. 0151 － 393 2# 200 正向 43577 0. 0056 202 0. 0097 250 负向 26024 － 0. 0090 － 183 － 0. 0157 － 216 系数的梁端抗弯承载力比值如表 4 所示． 其中，M2、 W2为 D = 200 mm 时所对应的梁端抗弯承载力和柱 抗弯截面系数，W2 = D3 2 /6; M3、W3 为 D = 250 mm 时 所对应的梁端抗弯承载力和柱抗弯截面系数，W3 = D3 3 /6; M4、W4为 D = 300 mm 时所对应的梁端抗弯承 载力和柱抗弯截面系数，W4 = D3 4 /6; M5、W5 为柱宽 D = 400 mm 时所对应的梁端抗弯承载和柱抗弯截面 系数，W5 = D3 5 /6． M23 = ( M3 /W3 ) /( M2 /W2 ) ，M24 = ( M4 /W4 ) /( M2 /W2 ) ，M25 = ( M5 /W5 ) /( M2 /W2 ) ． 从 表 4 可看出，M23、M24、M25在 0. 89 ～ 1. 00 之间，可看 出 M23、M24、M25均小于 1，说明截面尺寸较小的构件 的抗弯承载力高于截面尺寸较大的构件的抗弯承载 力． 由于各构件单位截面抗弯系数的抗弯承载力比 值关系均较接近1，因此可认为改变构件的尺寸对 表 4 不同尺寸下的单位截面抗弯系数梁端抗弯承载力的比值 Table 4 Effect of specimen size on M23，M24 and M25 单位截面抗弯系数梁 端抗弯承载力比值 正向荷载 负向荷载 屈服点 塑性点 屈服点 塑性点 M23 0. 98 0. 95 0. 99 0. 93 M24 0. 98 0. 89 0. 99 0. 93 M25 1. 00 0. 93 0. 99 1. 00 单位截面抗弯系数下的梁端抗弯承载力影响很小， 可以忽略尺寸效应的影响． 2. 2 轴压比 以试件 ST-W 为基准模型，选定轴压比为控制 参数，通过对基准模型分别施加轴压比 n 为 0、0. 2、 0. 4、0. 6 和 0. 8 所对应的轴向荷载． 通过对上述参 数模型模拟分析可得不同轴压比作用下的节点梁端 弯矩--转角曲线，见图 7． 对比分析曲线可知虽然节 点的梁端承载力随轴压比的增大而增大，但并未对 总体产生明显影响． 在不同轴压比作用下 4 条梁端 弯矩--转角曲线的初始刚度是处于重合状态且基本 以同一斜率增长，可见轴压比对其影响很小． 2. 3 楼板厚度 选定楼板厚度为分析参数，分别建立板厚为 0、 60、85、100 和 120 mm 的分析模型，对比分析了不同 厚度的楼板对于单调推覆荷载作用下节点的承载力 及其刚度的影响． 得到不同楼板厚度下梁端弯矩-- 转角曲线及屈服点塑性点的对比，如图 8 所示，结果 表明，无楼板的试件( ts = 0 mm) 的梁端承载力及初 期刚度明显低于有楼板的试件( ts = 60、85、100、 120 mm) ; 随着楼板厚度的增加，梁端承载力及刚度 均有着明显的提高，均呈一种近乎线性增长关系，可 · 828 ·