单向张弦梁结构的受力性能研究

大跨度空间张弦梁结构是通过撑杆连接抗弯构件和抗拉构件,并通过在抗拉构件上施加预应力而形成的一种自平衡体系。系统地研究撑杆数量、垂跨比、高跨比和预应力等参数变化对单向张弦梁结构位移和内力的影响,从而完成了单向张弦梁结构的荷载态优化。     

组合深梁低周反复荷载试验研究

组合深梁作为一种新型的耗能构件,可以实现宽范围的刚度渐变调幅。通过两片跨高比分别为2.0和1.0的组合深梁低周反复荷载试验,研究了其破坏过程和破坏机理,得到了深梁的滞回曲线、承载力及承载力退化系数、延性系数和能量耗散系数。研究结果表明：组合深梁随着跨高比从2.0减小到1.0,承载力增加了190%;采用混凝土板限制钢板的平面外屈曲,可以充分利用钢材的性能;钢-混凝土组合深梁是一种理想的水平抗侧力构件。图10表3参9     

张弦梁-混凝土板组合楼盖结构分析及设计与应用

张弦梁-混凝土板组合楼盖结构是一种采用张弦梁支承混凝土板的新型楼盖结构形式,河北师范大学体育馆二层楼盖是该结构形式在国内工程中的首次应用。以河北师范大学体育馆为工程背景,对东侧区域张弦梁-混凝土板组合楼盖结构的设计进行了介绍,针对大跨度张弦梁-混凝土板组合楼盖结构的力学性能进行了数值模拟分析,明确了张弦梁-混凝土板组合楼盖结构的受力机理,总结归纳了该结构体系在工程应用中应注意的关键技术问题,即预应力设计、张弦梁与混凝土板的协同工作、施工过程中张弦梁滑动端水平位移以及舒适度分析。     

大跨度张弦梁结构非线性地震响应及参数分析

张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组合而成的新型结构体系,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件受力性能的自平衡体系.张弦梁结构的垂跨比、矢跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数对其受力都有一定的影响.而随着张弦梁结构的大量应用,对其地震作用研究也越来越重要.为此,本文应用大型有限元软件AN SY S对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,详细讨论垂跨比、高跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数以及行波效应对张弦梁结构地震响应的影响,以供工程设计参考.     

辐射式张弦梁结构自振特性和地震响应分析

辐射式张弦梁结构是一种新型空间结构形式,具有结构受力合理、整体刚度大、造型美观、施工简单等优点.以该结构为研究对象,应用有限元方法对结构的频率和振型进行分析,运用时程分析法计算结构在地震作用下的地震响应,针对不同参数如矢跨比、垂跨比、撑杆数、斜索预应力值及不同地震波进行参数分析,得出了各参数对辐射式张弦梁结构地震响应的影响.计算结果表明,随着矢跨比和垂跨比的增大,辐射式张弦梁结构跨中竖向位移减小;而撑杆数目、索内预应力对结构影响不大.此外这种结构由于跨度大,因此对地震作用较为敏感.     

抗风索双层弦张弦梁结构动力性能分析

张弦梁结构具有结构简单、受力合理和施工方便快捷等优点。在总结目前几个已建成的大跨度张弦梁工程实例时发现,该结构形式在具备多种优点的同时也存在一些缺点,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。总结以上不足之处,在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,分析抗风索双层弦张弦梁结构的动力响应。     

新中国国际展览中心主登录大厅张弦梁屋盖结构分析

新中国国际展览中心主登录大厅屋盖结构方案采用了两撑杆张弦梁结构体系。介绍了屋盖的结构布置,对两撑杆张弦梁进行了稳定分析和整体计算分析,分析表明两撑杆张弦梁满足强度、刚度的要求。讨论了两撑杆张弦梁与普通张弦梁的差异、预拉力的确定、高跨比的影响和结构的抗风设计等问题。针对两撑杆张弦梁撑杆间距较远的特点,给出应用该类结构的一些建议。     

预制空心板剪力墙抗震性能试验研究

装配整体式空心板剪力墙结构(EVE)采用钢筋间接搭接实现上下层预制墙、同层相邻预制墙的连接。通过3个空心板剪力墙的拟静力试验,研究钢筋间接搭接、接缝构造、灌孔构造边缘构件的可行性。结果表明：竖向孔、水平孔内连接钢筋与对应的空心板内竖向、水平钢筋同一位置应变随水平力的变化规律相同,空心板剪力墙边缘构件竖向钢筋、竖向接缝水平钢筋间接搭接可依靠桁架机制有效传递钢筋拉压力;试件均实现了预期的破坏模式,竖向孔、水平孔内后浇混凝土可与空心板共同工作;压剪破坏的空心板剪力墙受剪承载力试验值为JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)现浇剪力墙公式计算值的1.77倍,压弯破坏的空心板剪力墙受弯承载力试验值为《高规》现浇剪力墙公式计算值的1.15~1.23倍,可按《高规》现浇剪力墙斜截面受剪承载力、正截面受压承载力计算方法计算EVE空心板剪力墙的承载力;空心板剪力墙极限位移角为1/66~1/54,满足罕遇地震作用下剪力墙结构弹塑性变形能力的要求;灌孔边缘构件可采用全预制构造(竖向钢筋间接搭接,箍筋布置于空心板内)代替半预制构造(竖向孔内竖向钢筋贯通,箍筋布置于竖向孔内);空心板剪力墙水平接缝具有良好的抗滑移能力。     

抗风索双层弦张弦梁结构的稳定性能分析

综合现有张弦梁结构工程实例,张弦梁结构存在一些不足,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,采用ANSYS有限元软件详细分析对比了抗风索双层弦张弦梁结构与未布设抗风索的双层弦张弦梁结构的稳定性能。通过对比发现,布设抗风索的结构稳定性能有一定的提高。     

人字型张弦梁结构的弹塑性稳定性分析

利用弧长法对人字型张弦梁结构进行平面内弹塑性稳定跟踪分析,揭示了在材料弹塑性条件下此结构的受力性能和破坏机理;讨论了不同跨度、不同拱高、不同撑杆高度的人字型张弦梁结构的稳定极限承载力变化规律;并对某科技馆人字型张弦梁式屋架进行了静力稳定性和动力稳定性分析。     

预应力混凝土钢肋叠合板受弯性能试验与理论研究

预应力混凝土钢肋叠合板（PCCSSR）是一种抗弯刚度大、承载力高、加工方便的叠合楼板。PCCSSR的预制部分由预应力混凝土底板、钢腹板及混凝土上翼缘板组成。施工中首先将其预制部分作为浇筑叠合层的混凝土模板,承担施工阶段荷载,待叠合层达到强度后再整体受力。对7块足尺PCCSSR试件进行受弯试验,测得了板的荷载-挠度曲线、极限荷载、破坏模态、应变分布等。试验结果表明：PCCSSR的破坏形态为弯曲破坏,其受弯性能完全满足施工阶段要求,且具有较好的延性;与直线形钢腹板相比,波纹钢腹板具有更好的抗剪能力以及平面外刚度,可明显增大PCCSSR的抗弯刚度,使PCCSSR的整体受力性能更为优越。同时,对PCCSSR的抗裂性能、抗弯刚度和承载力进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

Seismic performance of corrugated steel plate concrete composite shear walls

In this paper, composite shear walls with different encased steel plates (flat, horizontal corrugated, and vertical corrugated) were tested and simulated by Abaqus to investigate the seismic behavior of corrugated steel plate concrete composite shear walls (SPCSWs). The failure characteristics, deformation and energy dissipation capacity, and stiffness and bearing capacity of the structures under low‐frequency cyclic load were analyzed, and indexes of the seismic performance were obtained. The formulas of the shear‐bearing capacity of steel plate concrete composite shear walls are suggested, and the shear‐sharing ratio of each member is obtained. According to the obtained results, corrugated steel plates can bond with concrete well, and the bearing capacity of the vertical corrugated SPCSW are higher than that of the horizontal corrugated SPCSW. Compared with flat SPCSW, corrugated SPCSW has higher initial stiffness and lateral stiffness, better ductility and energy dissipation ability, and the degradation of bearing capacity and stiffness is slower. The shear‐sharing ratio of a steel plate is larger than that of reinforced concrete in the flat SPCSW and the vertical corrugated SPCSW, the shear force shared by steel plate and reinforced concrete in horizontal corrugated SPCSW is basically the same.     

格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验

制作了3榀格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙试验试件,并开展组合剪力墙的低周反复水平荷载试验,绘制出了试件的滞回曲线及骨架曲线。结果表明:格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙具有承载能力高、延性好和耗能能力强等优点;新型组合剪力墙可充分发挥格栅式钢墙板和管内混凝土的材料性能,管内混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度和延性,外侧钢墙板承担全部拉应力,管内混凝土承担全部压应力,协同工作优势互补;在1/25 rad位移角状态下循环加载80次,新型组合剪力墙塑性铰区域的管内混凝土没有明显的损坏,试验全过程没有任何异响,说明新型组合剪力墙在罕遇地震时也具有良好的工作性能和抗震延性;格栅管式双钢板混凝土组合剪力墙可实现高轴压比、高延性和薄墙厚的抗震剪力墙设计要求。     

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙#br# 抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明：2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。     

砌体结构剪力墙的抗震性能研究

本文通过对砌体结构剪力墙的低周反复水平荷载试验 ,研究了它的破坏特征和抗震性能 ,以及影响其侧向承载能力的主要因素 ,提出了砌体剪力墙抗侧承载力的近似计算公式 ,其计算结果满足工程精度要求。     

钢-超高性能混凝土组合板冲切性能试验研究和承载力计算

钢-超高性能混凝土(UHPC)组合板是将钢板与UHPC通过连接件组合成整体,具有高强、高延性、抗开裂、施工便利等特性,可应用于桥面板、防护工程等结构中。由于钢-UHPC组合板相对较薄且往往承受集中荷载,因此需要对其抗冲切性能进行重点研究。通过变化连接件参数、UHPC厚度、钢板厚度和加载区边长,完成了14块板件在集中荷载作用下的冲切试验。研究结果表明,配筋能显著提升组合板的承载力和延性,钢板和钢纤维使板件达到极限荷载后具有一定延性,组合板承载力随栓钉连接程度、UHPC厚度、钢板厚度和加载区边长的增大而增大。通过塑性极限理论分析了钢-UHPC组合板在弯曲机制和冲切机制下的两种承载力计算方法,并在此基础上提出了考虑折减UHPC抗冲切贡献的承载力计算方法,计算结果与试验值吻合良好。     

胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体抗震性能试验研究

木-混凝土组合楼盖已经得到了广泛的应用,但在木结构节点设计中一般均忽略混凝土楼板对节点受力性能的影响。为研究混凝土楼板的组合作用和混凝土板内纵向钢筋配筋率对胶合木-混凝土组合节点抗震性能的影响,对3个胶合木-混凝土组合梁与木柱组合体和1个胶合木梁柱组合体试件进行了低周反复加载试验,研究了试件变形特征与破坏模式、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及组合梁界面相对滑移等的变化规律,探讨了试件承载力、刚度退化及耗能能力等抗震性能指标,并对比分析了纯木与带有混凝土楼板的试件的抗震性能。研究结果表明,胶合木梁与混凝土板的组合作用能显著提高试件的承载力和耗能能力等,且混凝土板对节点的约束作用可以有效抑制其刚度退化;在一定范围内,混凝土板配筋率越大,其对节点的约束作用越大,对刚度退化的抑制作用也越强,从而可有效提高试件的抗震性能。     

钢板-混凝土空心组合板受力性能与设计方法研究

钢板-混凝土空心组合板是一种新型组合板形式,由下部平钢板、纵向开孔钢板(肋板)、矩形空心内模和上部混凝土面层组合而成。该新型板由于使用空心内模,具有自重轻,隔声,节能的优点,并且具有施工免模板、免临时支撑等特点,具有广泛的应用前景。为研究组合板静力受剪和受弯性能,对6块钢板-混凝土空心组合板试件进行了两点对称集中加载静力试验研究。研究组合板随名义剪跨比变化的破坏形态及受力行为的变化规律。通过试验研究,考察6个组合板试件的破坏形态、钢板与混凝土应变发展情况、裂缝发展情况及组合板承载能力。结果表明:空心组合板具有良好的受力性能,钢板与混凝土组合良好,界面之间无明显滑移;组合板受弯承载能力计算可以采用平截面假定,底部钢板强度可以得到充分发挥;组合板具有较高的受弯承载能力和刚度,并具有良好延性。根据试验研究结果,建立钢板-混凝土组合板受弯承载能力计算公式,为该新型组合板在工程实践中的推广应用提供技术依据和理论支持。     

钢管混凝土箱形叠合柱抗震性能试验研究

为研究钢管混凝土箱形叠合柱(简称CFST箱形叠合柱)的抗震性能,以面内柱肢间距和轴压比为参数,进行了5个CFST箱形叠合柱试件和1个CFST格构柱试件的拟静力试验。研究结果表明：水平低周反复荷载作用下,CFST箱形叠合柱的荷载-位移滞回曲线呈捏拢状,主要破坏形式表现为面外方向外包混凝土的水平裂缝、面内方向腹板的斜向裂缝、柱肢底部外包混凝土的竖向裂缝及压溃;CFST箱形叠合柱受力全过程可分为弹性阶段、可修复阶段、刚度劣化阶段、承载力劣化阶段和剩余承载力阶段,在部分柱肢外包混凝土退出工作后,CFST箱形叠合柱的承载力有较大幅度下降,但CFST格构柱骨架仍可继续抵抗水平荷载作用。面内柱肢间距从500 mm增至650 mm时,弹性刚度、水平承载力和累积滞回耗能分别增大了44.6%、26.0%和15.8%。轴压比从0.10增至0.20时,水平承载力和累积滞回耗能分别增大了33.7%和48.7%。通过柱底塑性铰截面应力状态的理论分析,提出了有较高精度的CFST箱形叠合柱水平承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的拟动力试验研究

为进一步研究框架-剪力墙结构的抗震性能,以某大型火电厂7层7跨钢筋混凝土主厂房纵向框架-剪力墙结构体系的实际工程资料为背景,取几何缩尺比1∶8将原型结构转化为模型结构,分别通过不同地震水平的拟动力试验和伪静力试验对模型结构的开裂、屈服顺序、耗能能力、刚度退化、承载力、延性及变形性能等进行研究,分析了模型结构的破坏机理、受力特点、内力分布规律、结构的薄弱部位和动力反应。试验表明,模型结构的荷载-侧移滞回曲线饱满,耗能能力较好,具有良好的抗震性能,其破坏模式是剪力墙根部先屈服、随后梁端逐次出现塑性铰、最后柱根屈服;剪力墙对结构的承载能力和变形性能有较大影响,框架-剪力墙的协同工作随结构塑性变形的发展而变化。研究结果为此类结构的抗震设计提供了基础。