火灾后钢骨超高强混凝土柱抗震性能的研究

从高温后钢材及混凝土力学性能、高强混凝土材料力学性能、火灾后的钢骨混凝土柱力学性能3个方面进行了论述,介绍了目前国内外钢骨超高强混凝土结构抗火研究的主要进展及成果。     

钢骨超高强混凝土短柱抗震性能数值模拟

采用大型有限元通用软件ANSYS,对9根钢骨超高强混凝土短柱建立了有限元模型,进行了在低周反复荷载作用下的试验全过程非线性数值模拟。得出了不同配箍率,轴压比系数下结构的破坏特征,应力应变结果,裂缝情况及滞回曲线,并与试验值做对比,吻合较好。     

集中荷载作用下预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪性能,对14个预应力钢骨超高强混凝土梁试件与7个预应力超高强混凝土梁试件进行受剪性能试验,研究剪跨比、预应力度、箍筋间距和腹板厚度等因素对预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能的影响。结果表明：加入钢骨后,梁试件的受剪承载力及剪切延性均有提高,并且钢骨对斜截面开裂后刚度的影响更为显著;增大腹板厚度可以提高组合梁试件的斜截面开裂荷载、受剪承载力和剪切延性,而增大箍筋间距会降低组合梁试件的受剪承载力和剪切延性。剪跨比越小,组合梁试件的斜截面开裂荷载和受剪承载力越大,剪切延性越差,预应力度对组合梁试件的斜截面开裂荷载和剪切延性均有影响,但当预力度小于0.34时,预应力度对剪切延性几乎无作用。提出预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用中参考。     

部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁疲劳性能试验研究

装配式混凝土结构是建筑工业化发展中较为新颖的结构体系,而预制混凝土梁作为此类结构的重要组成部分,深入研究其受力特点和破坏模式已成为工程领域的迫切需求。本文为研究部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁的疲劳抗弯性能,分别对4根部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁和1根部分预应力超高强混凝土预制梁进行了疲劳荷载作用下的抗弯试验研究,得到了荷载-挠度曲线和非预应力受拉钢筋的拉应变与疲劳次数的相关性变化规律,以及抗弯刚度的退化规律。结果表明:非预应力受拉钢筋疲劳断裂可以作为预制试件疲劳破坏的标志,等效应力水平是试件发生疲劳破坏的主要因素。此外,通过分析预制梁的刚度降低系数与疲劳次数、非预应力受拉钢筋应力幅值比与疲劳次数的关系曲线,以预测其疲劳寿命。     

大长宽比钢骨混凝土短柱腹板栓钉配置数值模拟

采用Abaqus有限元分析软件对某工程大长宽比钢骨混凝土短柱腹板栓钉配置进行数值模拟。选择钢骨腹板两侧不同栓钉构造方式的大长宽比钢骨混凝土短柱,对数值模拟结果进行分析,得到大长宽比钢骨混凝土短柱腹板栓钉布置的依据。为大长宽比钢骨混凝土短柱的栓钉设置提供一定的参考依据。     

高含钢率钢骨混凝土柱的滞回数值分析

高含钢率钢骨混凝土(SRC)构件具有良好的承载能力和延性,在高层和复杂结构中多有应用,为了更为准确、全面地把握钢骨混凝土柱的受力性能,对其进行有限元数值模拟是一种行之有效的方法。但是采用传统的材料本构模型进行数值模拟,往往会忽略SRC构件中混凝土受到约束作用而产生的强度和延性的提高,忽略混凝土在反复荷载条件下的损伤以及钢材在反复荷载作用下的循环硬化,因此有限元结果与试验结果会存在较大差异。为此,将以上因素考虑在内,提出了适用于反复荷载条件下的钢骨混凝土材料本构,通过ABAQUS数值模拟与试验对比,验证了有限元模拟高含钢率钢骨混凝土柱滞回性能的准确性,并从材料层次分析探讨了混凝土在约束、损伤的性能变化和钢材在反复荷载条件下力学性能的变化对数值模拟结果的影响。     

基于累积损伤的钢骨超高强混凝土框架节点承载力退化模型研究

为研究地震作用下钢骨超高强混凝土框架节点的承载力退化规律,通过对12个节点试件的低周往复荷载试验,在分析已有承载力退化模型的基础上,引入强度退化函数,从累积损伤方面建立了钢骨超高强混凝土框架节点承载力退化模型,确定了节点损伤变量与承载力退化的函数表达式,并讨论了试验参数对承载力退化的影响。结果表明:所建立的退化模型能够反映节点的承载力退化现象,与试验结果吻合较好。构件的承载力衰减与加载制度有关,在同级控制位移下,承载力退化程度基本相等,节点构件发生破坏时,仍具有一定的承载力。该模型能反映地震作用下钢骨超高强混凝土框架节点受力机理,可对该类节点的抗震设计和地震后的加固提供理论参考。     

基于MARC软件的钢骨混凝土T形截面柱抗剪承载力研究

通过对T形钢骨混凝土柱的抗剪承载力试验数据的Marc软件模拟,验证了软件模拟的可靠性。利用Marc软件,通过对改变配骨形式的钢骨混凝土T形截面柱在不同轴压力系数、剪跨比、配骨率下的数值模拟试验,得出了影响钢骨高强混凝土T形柱抗剪承载力因素的变化规律,提出了钢骨混凝土T形截面柱抗剪承载力计算公式。     

火灾下钢骨混凝土柱温度场分布的数值分析

配钢管的钢骨混凝土柱由于其优越的力学性能.在我国高层和超高层建筑中得到越来越广泛的应用,其防火设计也更为重要.对于钢骨混凝土柱过火残余承载力,目前国内研究还较少.为研究钢骨混凝土柱过火残余承载力,首先要对钢骨混凝土柱在火灾情况下温度场的分布进行研究,以下对温度场进行了数值模拟,分析比较了受火时间、柱截面尺寸和钢管外径三...     

钢骨超高强混凝土框架节点受剪承载力试验研究与理论分析

为研究钢骨超高强混凝土框架节点核心区受力特征和受剪承载力,对12个节点试件进行了低周反复加载试验,分析受剪破坏模式、各加载阶段受力特征、箍筋和钢骨腹板应变以及轴压比、体积配箍率、钢骨形式对受剪承载力的影响。采用"四边加强的剪力墙"模型描述了节点核心区受剪机理,建立了受剪承载力计算式,对比分析了计算结果与试验结果。研究表明:开裂阶段节点核心区超高强混凝土承担的外荷载较多,达85%以上,箍筋和钢骨腹板承担的外荷载较少;试件屈服后,超高强混凝土承担的外荷载有所减少,而箍筋和钢骨腹板承担的外荷载明显增多,箍筋和钢骨腹板的应变增长较快,荷载-应变关系由最初近乎直线,发展为应变随荷载变化明显的曲线,且存在较大的残余应变;节点核心区受剪承载力随轴压比或体积配箍率的增加而增大;钢骨形式对受剪承载力影响不明显;受剪承载力计算结果与试验结果比值在0.94~1.02范围内,所提出的计算式具有较高的精度。     

配置分体式箍筋的大长宽比钢骨混凝土短柱抗震性能数值模拟

钢骨混凝土短柱钢骨较长时,短柱箍筋可采取全部穿过钢骨腹板、部分穿过钢骨腹板、全部不穿过钢骨腹板三种构造方式。本文采用Abaqus有限元分析软件对上述三种不同箍筋构造方式的大长宽比钢骨混凝土短柱进行数值模拟,分析研究三种构造方式对钢骨混凝土短柱极限抗剪承载力的影响、以及变形能力和延性性能,为配置分体式箍筋的大长宽比钢骨混凝土短柱的设计提供一定的参考依据。     

钢骨-钢管混凝土柱轴心受压承载力数值分析

利用材料破裂过程分析RFPA系统,对钢骨-钢管混凝土组合柱的承载能力进行了数值模拟.通过与素混凝土柱和钢管混凝土柱的承载能力的对比,发现由于钢骨、钢管和混凝土的协同工作,该种组合柱不但具有很高的承载能力,而且延缓或抑制了混凝土中剪切裂缝的开展,提高了柱子的延性,对于提高建筑物的防倒塌能力具有重要意义.     

FRP筋-钢骨混凝土复合梁受弯性能数值模拟研究

FRP筋-钢骨混凝土复合梁是近年来提出的一种新型组合构件,钢骨的应用,有利于提高FRP筋混凝土梁的延性。为了进一步研究这种新型复合梁的受弯性能,本文在试验研究基础上,建立了FRP筋钢骨混凝土复合梁的三维数值模型,对其抗弯全过程进行了数值模拟分析,计算得到的荷载-跨中挠度曲线及裂缝形态分布等都与试验结果吻合较好。在此基础上,综合分析了配筋率、FRP筋类型及工字钢布置位置等相关参数对FRP筋钢骨混凝土梁受弯性能的影响。     

钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力研究

介绍了钢骨-钢管混凝土柱是一种新型的结构组合柱,它是综合钢管混凝土和钢骨混凝土的优缺点而提出的一种新模式的重载柱,对钢骨-钢管混凝土柱的偏压极限承载力进行了试验研究的同时,采用ANSYS有限元软件对钢骨-钢管混凝土柱的偏压承载力进行了模拟分析,结果证明了有限元分析的有效性。     

正弦波纹钢骨混凝土梁受弯性能研究

为解决普通钢筋混凝土电力管道的电磁屏蔽问题,提出一种新型正弦波纹钢骨混凝土圆管。将圆管顶部受弯段作为研究对象,设计并制作了12根梁试件,开展了三点受弯加载试验。通过试验得到了梁试件的弯矩-挠度关系和破坏形态,试验结果表明梁受弯承载力与波纹钢骨的波长和波高呈反比,且与波纹钢骨的位置有关。采用ABAQUS建立了考虑波纹钢骨材料力学性能和混凝土损伤的精细数值模型,对波纹钢骨混凝土梁的受弯性能进行模拟,有限元分析得到的梁破坏形态和受弯承载力与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。     

钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研究

通过试验,研究在较高轴压比条件下钢骨超高强混凝土柱的抗震性能。制作了13根剪跨比为2.75的钢骨超高强混凝土柱试件,其强度为94.9～105.4 MPa。设计时主要考虑轴压比、配箍率等因素对试件抗震性能的影响。在低周反复周期荷载作用下,试件的破坏形态是以弯曲破坏为主的弯剪破坏。根据采集的荷载、位移等数据,绘制出试件的滞回曲线和骨架曲线,并据此计算了试件的位移延性系数。试验表明,随着轴压比提高,试件的延性表现得越来越差;而较高配箍率可在一定程度上使延性得到改善。根据试验结果,提出了满足一定抗震位移延性要求的钢骨超高强混凝土柱轴压比限值和柱箍筋加密区最小配箍率的建议值,从而为工程设计提供参考。     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩受弯性能研究

为解决普通预应力超高强混凝土管桩水平承载力低和变形能力差的问题,提出了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根试件的足尺受弯性能试验、有限元分析,对比了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗裂性能、受弯承载力、变形能力及破坏特征等方面的差异。研究结果表明：以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受弯状态下的变形能力和承载力;预应力钢绞线超高强混凝土管桩均以受压区混凝土压碎破坏,而普通预应力超高强混凝土管桩均以预应力钢棒拉断破坏;所建立的数值模型可以合理预测管桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布与试验结果吻合较好。     

内配圆钢管的钢骨混凝土柱火灾后剩余承载力研究

目前对于内配钢管的钢骨混凝土柱仍处于初步研究阶段,对其相对于普通钢骨混凝土组合结构、钢管混凝土结构和钢结构所表现出的常温及火灾后优良的力学性能更是研究甚少。通过建立合理的理论分析模型,并在模拟试验的基础上详细地分析了影响内配圆钢管的钢骨混凝土柱常温及火灾后受力机理及影响因素。     

低周反复扭矩作用下钢骨混凝土柱有限元分析

为研究钢骨混凝土柱在低周反复扭矩作用下的抗震性能,通过设计5根钢骨混凝土构件进行数值模拟分析,得到构件的滞回特性、骨架曲线、延性等来探讨轴压比、箍筋间距、钢骨尺寸等因素对钢骨混凝土抗震性能的影响.结果表明,钢骨混凝土柱滞回曲线饱满,具有良好的承载力、延性及耗能能力.轴压比越大,延性越小,耗能能力越差;而增大钢骨尺寸可以提高构件的极限承载力;箍筋间距对钢骨混凝土抗震性能的影响相对较小,但适当的减小箍筋间距对提高钢骨混凝土构件的延性有一定的作用.     

轨道附着式超高架体钢骨混凝土巨柱爬模施工技术

深圳平安金融中心外框对称布置8根钢骨混凝土巨柱,在施工过程中均采用轨道附着式超高架体钢骨混凝土巨柱爬模进行施工,通过对巨柱超高爬模架体进行科学合理设计,可提高爬模架体在各种工况下的稳定性和安全性,同时可实现提前绑扎上层巨柱结构钢筋的目标,为超高层建筑结构施工安全、进度、质量提供可靠保障。