钢-混凝土深肋组合扁梁整体楼盖承载性能拟静力试验研究

钢-混凝土深肋组合扁梁楼盖利用组合作用很好地发挥了两种材料的力学特性,同时由于钢梁埋在混凝土楼板中,组合扁梁楼盖还具有降低层高和改善钢梁防火性能的优点。为了考察钢-混凝土组合扁梁楼盖在水平荷载作用下的承载性能和破坏机制,构造了一个双层1×2跨足尺(6m×12m)深肋组合扁梁楼盖,并对其在水平低周往复荷载作用下的受力情况进行试验研究。试验结果表明,钢-混凝土组合扁梁楼盖具有较高的承载能力和较好的延性,并形成了梁端、柱脚塑性铰破坏机制,同时根据试验结果给出试验构件的加载滞回曲线、骨架曲线以及试件的混凝土裂缝分布、结构变形、破坏模式等试验现象,最后给出组合扁梁梁柱节点的建议改进形式。研究内容能够为进一步深入分析组合扁梁楼盖水平承载性能提供直接有效的验证依据。     

钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢 混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与“无梁楼盖”的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢－混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明：钢－混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。     

组合扁梁楼盖水平荷载作用下承载性能分析

为了研究组合扁梁楼盖在水平荷载作用下的承载性能和有效宽度,采用有限元分析软件建立了钢—混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体有限元模型,并进行了相应的计算分析.计算结果表明:钢—混凝土组合扁梁楼盖具有较大的水平刚度和较好的空间作用,组合扁梁楼盖在水平荷载情况下有效宽度较竖向荷载作用时小.建议进行组合扁梁整体楼盖试验,进一步研究其有效宽度取值.     

钢-混凝土组合扁梁楼盖的设计与施工技术

钢-混凝土组合扁梁楼盖不仅能很好地满足房屋建筑方面的要求,显著地降低建筑的层高、围护结构费用和基础压力,且能减少结构的总用钢量,降低结构的单位造价,但当扁梁处于边跨和施工阶段时受较大的偏心荷载,必须考虑扁梁的受扭。组合扁梁楼盖设计和施工时,应注意上述问题并采取抗扭构造措施。     

钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点试验研究

超高层钢结构建筑采用钢管混凝土柱是目前较为常用的一种结构形式,与钢管混凝土柱连接的梁有钢梁、劲性梁或混凝土梁等多种方式。目前钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点的研究较少,针对钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁的连接节点,对受力性能进行了1∶2缩比例的试验研究,同时采用了ANSYS有限元软件进行分析。结合试验结果和有限元分析结果,研究了该节点的受力特性,结果表明,该节点有很好的极限承载力和抗震性能。     

超高层建筑中钢管混凝土梁、柱节点设计方法

具体介绍了南京体仁大厦工程设计中采用的钢管混凝土柱节点设计方法。《规程》上对钢牛腿一混凝土环梁节点没有具体的计算方法及构造措施。结合本工程通过试验得出节点区域弯矩、剪力的分配关系，由此得到计算公式，明确了钢牛腿、环梁、钢管壁受力状况，通过一系列构造措施，完整地体现了框架节点抗震设计中的“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的概念设计原则。     

钢管混凝土柱-环扁梁中节点低周反复荷载试验——钢筋应变和承载力研究

介绍钢管混凝土柱-环扁梁中节点(环扁梁节点)和钢管混凝土柱-环梁中节点(环梁节点)的制作和试验过程,给出了这2个节点在低周反复荷载作用下钢筋应变和承载力的试验数据。试验结果显示,环梁节点和环扁梁节点的框架梁(扁梁)梁端纵筋及环梁(环扁梁)纵筋大部分均屈服,材料得到充分利用;正向加载时,由于扁梁高度较小,出现裂缝后承载力退化较快。     

钢管混凝土柱-环扁梁中节点低周反复荷载试验——钢筋应变和承载力研究

介绍钢管混凝土柱-环扁梁中节点(环扁梁节点)和钢管混凝土柱-环梁中节点(环梁节点)的制作和试验过程,给出了这2个节点在低周反复荷载作用下钢筋应变和承载力的试验数据.试验结果显示,环梁节点和环扁梁节点的框架梁(扁梁)梁端纵筋及环梁(环扁梁)纵筋大部分均屈服,材料得到充分利用;正向加载时,由于扁梁高度较小,出现裂缝后承载力退化较快.     

混凝土主梁与钢次梁组合节点试验研究

对一种新型混凝土主梁与钢次梁组合节点的性能进行试验研究,共设计制作2组试件4个组合节点进行静力试验。采用液压加载装置对试件逐级施加荷载直至试件破坏,研究混凝土主梁截面高度与钢次梁端部点焊锚筋对节点性能的影响。试验表明主梁高度越大则其对钢次梁的嵌固越有效,节点也越接近于固接,而钢次梁端部的点焊锚筋对节点受力性能影响不大。选择合适的混凝土主梁截面高度可以改变节点的破坏模式,改善节点的受力性能。     

钢筋混凝土顶层扁梁边节点受力性能试验研究

通过对钢筋混凝土扁梁边节点加载试验,对扁梁宽度为3倍柱宽度的有边梁扁梁边节点和无边梁扁梁边节点的破坏机制、承载力、变形、裂缝和破坏形态等性能进行对比分析,突破《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)对扁梁截面宽度限值的要求,为钢筋混凝土扁梁边节点的设计方法及工程应用提供参考。     

Composite connections in slim-floor system: An experimental study

This paper reports the results of full-scale tests in beam-to-column connections for composite slim floor systems, including tests on Bare Steel connection and composite connection. The tested system consists of a concrete-filled composite column and a composite floor where an asymmetric steel beam is connected to a composite column by shear steel plates. Tests results previously obtained on partially encased composite beams were used to define the position of the headed studs in the slim floor system. Based on the obtained results of connections, the composite and Bare Steel connection behaved as semi-rigid and nominally pinned respectively. The tests results also indicated a significant contribution of the slim floor to the moment capacity of the connection.     

考虑混凝土板组合效应的蜂窝钢梁柱连接抗震性能试验研究

为了研究混凝土板组合效应对蜂窝梁柱连接抗震性能的影响,对无混凝土板和有混凝土板的正六边形蜂窝梁柱连接、普通组合梁柱连接进行拟静力试验。研究混凝土板组合效应对不同开孔率的蜂窝梁柱连接的破坏形态、承载能力、刚度、延性及耗能能力的影响。试验结果表明：蜂窝梁柱连接可以有效地控制塑性铰在近柱端第一个蜂窝孔处形成,实现塑性铰外移,降低在梁柱连接焊缝处发生脆性破坏的可能性;混凝土板的组合效应可以减小蜂窝梁剪切变形的影响,与无混凝土板的蜂窝梁柱连接相比,有混凝土板的蜂窝梁柱连接的滞回曲线更饱满;混凝土板的组合效应能够提高蜂窝梁柱连接的承载能力、延性、刚度及耗能性能,开孔率越大,组合效应越显著;混凝土板组合效应降低了塑性铰区的转动能力。     

The behaviour of asymmetric slim floor steel beams in fire

Computer software has been developed to predict the structural response of asymmetric slim floor steel beams, used with composite concrete floor slabs consisting of deep profiled steel decking. Comparisons between predicted behaviour and that recorded in standard fire tests, showed that the software is very accurate. By including the rotational stiffness of the beam-to-column connections, the fire resistance of the beam is significantly enhanced. This is mainly due to the connections retaining most of their strength during a fire, since they are fully encased in concrete as a consequence of this type of construction. The analyses presented in this paper indicate that it may be possible to increase the fire resistance of the steel beams from 60 to 90 minutes, by including the connection behaviour. The software has also been used to aid the design of a future large-scale fire test on the asymmetric slim floor system. Predictions of the structural response have been presented. These will enable the fire load and ventilation conditions in the test to be designed. In addition the software has been used to identify the minimum amount of fire protection that is required for the supporting columns.     

The effects of protected beams and their connections on the fire resistance of composite buildings

According to full-scale fire tests, it is noticed that tensile membrane action within the concrete floor slabs plays an important role in affecting the fire resistance of composite buildings. It is well known that the development of tensile membrane actions relies on the vertical support along the edges of the slab panel. However, there is at present a lack of research into the influence of vertical supports on the tensile membrane actions of the floor slabs. In this paper, the performances of a generic three dimensional 45 m×45 m composite floor subjected to ISO834 Fire and Natural Fire are investigated. Different vertical support conditions and three steel meshes are applied in order to assess the impact of vertical supports on tensile membrane action of floor slabs. Unlike other existing large scale modelling which assumes the connections behave as pinned or rigid for simplicity, two robust 2-node connection element models developed by the authors are used to model the behaviour of end-plate and partial end-plate connections of composite structures under fire conditions. The impact of connections on the 3D behaviour of composite floor is taken into consideration. The load-transfer mechanisms of composite floor when connections fail due to axial tension, vertical shear and bending are investigated. Based on the results obtained, some design recommendations are proposed to enhance the fire resistance of composite buildings.     

钢管混凝土叠合柱结构施工技术

钢管混凝土叠合柱由截面中部钢管混凝土和钢管外侧钢筋混凝土叠合而成,东海商务中心（一期）工程两栋超高层办公楼为叠合柱结构体系,采用钢管贯通、翅片连接、钢管钢筋3种连接方式及RC环梁节点,技术先进,旆工快捷,取得了较好社会和经济效益。     

采用不同节点形式的三维钢框架-组合楼板子结构抗连续倒塌性能试验研究

为研究三维钢框架-组合楼板子结构的抗连续倒塌性能,对4个采用不同节点形式的1/3缩尺组合楼板试件在移除边柱工况下进行了拟静力试验。试件主梁与柱的连接形式为平齐式端板(FEP)节点、反向槽钢(RC)节点、狗骨式(RBS)节点与栓焊混合(WUFB)节点,次梁与柱及次梁与主梁的连接形式为腹板双角钢(DAC)节点或剪切板(FP)节点。通过特殊设计的6点加载系统实现位移控制下的均布荷载作用,获得了三维钢框架-组合楼板子结构加载全过程的荷载-位移曲线以及破坏模式,并分析了抗弯效应、悬链线效应及楼板的受拉薄膜效应对结构抗连续倒塌性能的影响。结果表明:对于主梁节点,采用栓焊混合连接的试件具有较高的初始刚度和极限承载力,而采用反向槽钢连接的试件则具有较好的延性,采用狗骨式连接的试件具有最好的能量吸收能力; 对于次梁节点,采用剪切板连接的试件呈现出明显的脆性破坏特征,而其他采用腹板双角钢连接的试件发生的是延性破坏; 在边柱失效情况下,抗弯效应在抵抗连续倒塌过程中一直起主导作用,楼板的受拉薄膜效应在结构的大变形阶段也发挥着一定的作用,而悬链线效应贡献较小,可忽略不计。     

方钢管混凝土柱-外包钢混凝土组合梁连接节点滞回性能分析

提出了一种新型的方钢管混凝土柱与外包U形钢混凝土组合梁连接节点形式：隔板贯通部分钢筋贯穿式节点。设计了3个节点试件,对其进行低周反复荷载试验,利用ANSYS软件对低周反复荷载作用下的节点试件进行非线性有限元分析并与试验结果对比。结果表明:有限元分析得到的节点破坏形态、应力分布、滞回曲线、骨架曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,对发生梁端塑性铰破坏模式的节点滞回性能进行参数分析,研究楼板厚度、U形钢壁厚、组合梁纵向受力钢筋配筋率、贯通隔板厚度以及轴压比对节点滞回性能的影响。研究结果表明：楼板厚度和U形钢壁厚对节点滞回性能有显著的影响,组合梁纵向受力钢筋配筋率对节点滞回性能影响较为显著,贯通隔板厚度和轴压比对节点滞回性能影响很小。     

组合效应对钢节点抗震性能的影响因素分析

钢—混凝土组合梁当前在钢框架结构中已经得到了广泛的应用,但是地震荷载作用下组合节点的设计方法却一直在完善和发展.基于组合节点的数值分析,着重研究钢框架梁柱节点的抗震性能,进行了有限元分析、模型参数分析,研究了不同变量条件下节点抗震性能与梁强度的平衡关系,并针对混凝土板中的配筋率、混凝土板板厚、钢节点类型等因素进行了分析和讨论.分析结果表明,在进行钢框架梁柱节点的抗震设计时,应该考虑混凝土板的组合效应.     

修复后方钢管柱与H型钢梁全螺栓双夹板连接节点抗震性能试验研究

针对震后易于修复的装配式钢结构方钢管柱与H型钢梁全螺栓双夹板连接节点,已有拟静力试验表明该节点具有良好的抗震性能。为验证节点震后的修复能力,并获得节点修复后的抗震性能,对已进行过拟静力试验至破坏后的6个方钢管柱与H型钢梁全螺栓双夹板连接节点进行简单修复,即更换新螺栓并施加预紧力,再次进行拟静力试验研究。获得了修复后节点的滞回性能、骨架曲线、延性和破坏模式等抗震性能,并与原节点试验结果进行了对比分析,研究表明节点在进行简单修复后,滑移长度有所增大,强化阶段耗能能力稍有降低,但其仍具有较高的承载能力、塑性变形和耗能能力,且节点转动能力增强,其极限转角可以达到0.09rad,满足抗震要求。