厚壁异形柱最不利荷载角的研究

采用VC 编制了全过程的非线性数值分析程序计算厚壁T形、L形柱在992种工况下的截面曲率-延性比,分析了影响厚壁异形柱截面延性最不利荷载角的因素,得出了厚壁异形柱的最不利荷载角。计算结果表明,程序的计算精度较高,厚壁异形柱的最不利荷载角与构件的轴压比和柱肢的长厚比有较大的关系,而混凝土强度等级和钢筋的直径等对其影响较小。最不利荷载角的取值差别较大。     

双肢冷弯薄壁型钢拼合箱形柱受压试验研究与有限元分析

通过30根由双肢C形和[形冷弯薄壁型钢拼合箱形柱的轴压和偏压试验,得到了试件的荷载-位移曲线和最大荷载,并分析了其屈曲模式和破坏特征。采用ABAQUS程序对拼合截面柱受压性能进行了有限元分析,分析参数主要包括长细比、腹板高厚比、截面高宽比、偏心距与偏心方向等。结果表明:轴压中、长柱系列试件的破坏模式为绕弱轴整体弯曲破坏,轴压短柱系列试件为局部屈曲变形过大而导致的塑性折曲,绕强轴和绕弱轴的偏压试件最终分别为整体弯扭屈曲和整体弯曲破坏;试件的最大轴压荷载及刚度均随着试件长细比的增大而逐渐减小;试件最大轴压荷载随腹板高厚比的增大而减小;试件的截面高宽比较大,绕两个主轴的长细比会相差较大,通过增加翼缘宽度以增大拼合柱绕强轴和弱轴的稳定性,显著提高其最大荷载;偏压拼合柱的最大荷载随着偏心距的增加而降低。     

Z形截面钢筋混凝土偏压柱的简化设计方法

通过对Z形截面偏压柱及中长柱的计算机理论分析 ,探讨了在不同轴压比下Z形截面柱Mx-My 关系以及荷载角与截面中和轴之间的关系。研究了在不同荷载角、长细比以及相对偏心距时 ,偏压柱的基本变形规律 ,提出了用偏心距增大系数来进行设计的方法 ,并给出了偏心距增大系数的计算公式。与方形柱的对比表明 ,Z形柱截面高宽比为 1 0～ 1 3时受力较为合理。     

Z形截面柱延性性能及轴压比限值研究

为了配合《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006)修订增设Z形截面柱的相关规定,对34 616根Z形柱的延性进行了非线性有限元计算分析,研究了弯矩作用方向角、轴压比、截面肢长比及箍筋的配置等因素对Z形柱的截面曲率延性的影响,分析得到其延性变化规律。通过对Z形柱截面曲率延性进行回归分析,得到其设计轴压比与配箍特征值的关系,进而得到Z形截面柱的轴压比限值及箍筋加密区的最小配箍特征值的要求。     

短肢剪力墙墙肢轴压比限值研究

基于界限破坏时的内力平衡条件,详细推导了L形钢混凝土短肢剪力墙轴压比限值的理论计算公式,对工程中较优截面,按照规范规定配筋率等进行计算,对现行规范中关于短肢剪力墙的轴压比限值提出了建议,并以此类推,对其T形截面,一字形截面给出轴压比限值建议值.     

等肢钢筋混凝土T形截面柱的合理配筋研究

采用数值积分法编制了T形截面柱正截面承载力非线性分析程序,对5种不同配筋的等肢T形截面柱,在不同轴压比下的Mx-My,曲线进行了计算,分析了不同荷载角的极限弯矩变化规律,探讨了截面配筋对截面承载能力的影响,得出了等肢T形截面柱的合理配筋.理论计算值与试验结果的比较表明,二者吻合较好.最后,对等肢T形截面柱的工程设计提出了建议.     

T形截面钢骨混凝土柱延性性能分析

利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了T形截面钢骨混凝土柱在低周反复荷载作用下的受力性能,综合钢骨混凝土柱现有的试验研究成果,研究了T形截面钢骨混凝土柱在不同轴压比系数、配钢率、混凝土强度等级和长细比等参数对其延性的影响,得出了T形截面钢骨混凝土柱具有很好的延性性能,并提出了不同参数影响下T形截面钢骨混凝土柱满足一定延性要求的轴压比限值。     

陶粒混凝土T形柱抗震性能试验研究

在试验的基础上,讨论了剪跨比、轴压比、暗柱、荷载角、肢高厚比以及配箍率对陶粒混凝土T形柱抗震性能(水平承载力、刚度、延性)的影响,比较分析了陶粒混凝土T形柱和普通混凝土T形柱抗震性能的异同。剪跨比小、轴压比低、设有暗柱或箍筋加密的T形陶粒混凝土柱抗震性能较好;普通混凝土T形柱的抗震性能好于陶粒混凝土T形柱的。     

钢筋砼等肢L形截面双向偏心受压柱的设计方法

通过对不同长细比、相对偏心距及荷载角的等肢L形截面双向偏心受压柱的非线性全过程计算机分析,得出了其承载力和侧向挠度的基本规律,并提出利用偏心距增大系数进行设计的方法.同时给出了等肢L形截面双向偏压柱划分为长短柱的界限.     

不对称截面钢筋混凝土短肢墙试验研究

肢长厚比大于 4的 9根不等肢L形截面和 3根不对称T形截面短肢墙的偏心受压破坏试验结果显示 ,截面变形基本上符合平截面假设 ,中和轴不垂直于弯矩作用平面 ,中和轴位置随荷载的增大而变化。在正截面承载力计算图式中 ,采用混凝土受压区等效矩形应力分布图 ,极限荷载计算值与试验结果符合较好     

钢筋混凝土异形柱轴压比限值研究

根据大小偏心受压界限破坏原理 ,分析和讨论了异形柱轴压比限值问题 ,得出了异形柱轴压比限值随截面含钢特征值变化的规律。指出对于T形和L形柱按《混凝土结构设计规范》或其他规程规定的轴压比限值进行异形柱抗震设计有时是不安全的 ;根据计算分析结果 ,提出了异形柱轴压比限值的建议值。     

非对称配钢钢骨混凝土柱抗震性能试验研究

为研究非对称配钢钢骨混凝土柱的抗震性能,进行了12个T形配钢、12个L形配钢的钢骨混凝土柱试件在低周往复荷载作用下的试验研究,试验参数为剪跨比、轴压比、体积配箍率以及是否配置拉结筋,对受力过程、破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性、耗能能力等进行了分析比较。结果表明,在恒定轴向荷载和水平低周往复荷载共同作用下,非对称配钢钢骨混凝土柱表现出较好的受力性能,破坏形态主要有弯曲破坏、剪切黏结破坏、剪切斜压破坏、剪切复合型破坏4种,各试件表现出较明显的正负滞回环不对称现象。剪跨比对破坏形态有较大影响,剪切复合型破坏主要发生在配有严重不对称的L形配钢的试件中;各试件的延性性能均随轴压比的增大而降低,在L形配钢试件中更为明显;增大配箍率对T形配钢试件的延性和承载力均有明显的提高,并能改善试件屈服后的耗能能力,有效改善混凝土的脆性性质,但对于剪跨比较小的L形配钢试件受力性能的改善并不明显;配置拉结筋能够提高各试件的承载能力,改善加载后期试件的承载力衰减和刚度退化,并明显增强了L形配钢试件的变形能力。     

钢骨混凝土L形柱抗震性能的有限元分析

基于蜂窝状钢骨混凝土L形柱低周反复荷载试验的结果,利用大型有限元分析软件,建立蜂窝状钢骨混凝土L形柱的计算模型,并对其在不同轴压比条件下低周反复荷载全过程进行非线性有限元分析。从而进一步对蜂窝状钢骨混凝土L形柱抗震性能影响因素进行分析,并分别建立其有限元模型进行数值分析,得到不同轴压比、剪跨比、体积配箍率及腹板开洞率情况下的蜂窝状钢骨混凝土L形柱的滞回曲线和骨架曲线,分析不同因素对L形柱延性性能以及变形能力的影响。     

一种分析型钢混凝土T形柱双向压弯受力性能数值模拟方法：试验验证与极限承载力分析

为研究型钢混凝土T形柱双向压弯受力性能,提出一种基于OpenSees零长单元并考虑加载角度影响的高效数值模拟方法,采用该数值算法对已有文献有关弯曲型破坏的型钢混凝土T形柱进行全过程受力分析,以此验证该数值模拟技术的合理性。在此基础上,深入分析轴压比、加载角度、混凝土强度、型钢配钢率与强度、肢高肢厚比等变化参数对型钢混凝土T形柱极限受弯承载力的影响,并推导型钢混凝土T形柱双向受弯承载力计算公式。结果表明：在界限轴压比范围内,提高轴压比、混凝土强度、型钢配钢率、型钢强度和肢高肢厚比均能提高型钢混凝土T形柱极限受弯承载力;但当轴压比大于界限轴压比时,提高轴压比和混凝土强度反而降低其极限受弯承载力;型钢混凝土T形柱的薄弱加载方向为90°（即沿翼缘方向）;加载角度和混凝土强度对型钢混凝土T形柱的界限轴压比影响显著,当加载角度为45°时,其界限轴压比最高;提高混凝土强度会降低其界限轴压比;轴压比在0～0.4、0.4～0.9、0.9～1.4之间,型钢混凝土T形柱双向受弯承载力关系曲线分别为矩形、椭圆形和菱形。     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

异形柱双偏压构件正截面承载力试验及设计方法研究

本文对１０根Ｌ形、４根Ｔ形和４根十形截面钢筋混凝土双向偏压构件进行了试验研究,在此基础上,编制了异形柱极限 承载力电算程序进行理论计算,电算结果与试验结果符合较好。同时提出了无量纲形式的承载力相关曲线,该曲线可以对异形 柱双偏压构件进行配筋设计和承载力验算,其优点是一个无最纲形式的相关曲线包含了多个有量纲形式相关曲线（Ｎ－Ｍ和 Ｍｘ－Ｍｙ）,是对目前有量纲相关曲线的一个改进,并介绍了用此曲线进行截面设计和承载力验算的步骤和算例。     

型钢混凝土异形柱正截面承载力试验及有限元分析

为研究型钢混凝土(SRC)异形柱的正截面承载力性能，设计22个试件进行静力和循环加载试验研究，分析其破坏机理。编写了计算机程序，利用程序分析了加载角、截面配钢形式、配钢率、混凝土强度等级以及柱肢高厚比等变化参数对SRC异形柱正截面承载力的影响，并与钢筋混凝土（RC）异形柱的正截面承载力进行对比分析。研究结果表明：SRC异形柱破坏形态表现为大偏心受压破坏、小偏心受压破坏和轴心受压破坏；截面应变基本符合平截面假定；加载角和截面配钢形式对正截面承载能力有显著影响，T形柱的薄弱加载方向是0°、90°和315°，L形柱的薄弱加载方向是90°和315°，十形柱的薄弱加载方向是0°，实腹配钢比空腹配钢试件的承载能力有明显提高；适当增加截面配钢率、混凝土强度等级以及柱肢高厚比均能有效提高SRC异形柱的正截面承载能力；当截面配钢率不大于6%时，SRC异形柱的承载力与普通的RC异形柱相比提高36%以上。     

考虑防屈曲支撑影响的钢筋混凝土框架柱设计方法

针对防屈曲支撑 混凝土框架(RC-BRBF)体系中防屈曲支撑（BRB）对相连柱产生附加变轴力影响,提出了RC框架柱设计方法。该方法首先通过等价轴压比指标获得RC柱设计轴压比限值,保证了一级、二级以及三、四级框架柱极限侧移水平分别达到2.7%、2.4%以及2.1%;然后通过体系延性水平获得柱位移延性指标,保证其延性性能。研究表明,RC柱设计轴压比限值与等价设计轴压比水平、构件受等效重力与地震作用的轴力标准值之比有关;改进后的设计方法能够有效考虑BRB对相连柱附加变轴力影响,并保证了变轴压比下柱的极限侧移水平。算例分析结果表明,该方法通过优化柱截面提高了体系经济性,同时保证体系满足“三水准”设防目标,RC柱设计轴压比限值的设定是合理的。     

压-弯-剪-扭复合受力钢筋混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合受力下钢筋混凝土L形截面柱的抗震性能，以扭弯比、轴压比为变化参数，设计6个钢筋混凝土柱试件在恒定轴力和反复弯-剪-扭复合作用下的加载试验。观察试件的破坏过程和形态，得到其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线，以及试件的开裂点、峰值荷载点和破坏点等特征参数。基于试验数据，分析扭弯比和轴压比变化对钢筋混凝土L形截面柱的压碎区高度、钢筋应变、承载力、位移延性、层间侧移角、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明：低周反复压-弯-剪-扭钢筋混凝土L形截面柱破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭剪破坏，滞回曲线呈捏拢的S形，随着扭弯比的增大，柱根部压碎区高度变小，翼缘裂缝发展更为完善，纵筋应力增大，箍筋应力减少，开裂荷载和受扭承载力均有提高，试件扭转延性提高但位移延性降低，初始刚度较小且退化更为平稳；而轴压比则与受扭承载力和弯曲刚度密切相关，轴压比越大，受扭承载力越大，弯曲刚度提高；试件弯曲耗能的等效黏滞阻尼系数在0.08~0.28之间，扭转耗能的等效黏滞阻尼系数为0.13~0.23，试件耗能占比由初期扭转耗能为主向弯曲耗能转变，L形截面柱性能水平对应的层间位移角均能满足相关规范要求。扭矩的存在对试件抗震性能削弱较大。     

钢桁架约束混凝土组合柱约束机理及截面曲率分析

钢桁架(ST)约束混凝土组合柱具有良好的力学性能及抗震性能，且其截面形式能够有效提高内部钢材的利用率。基于已进行的轴向力学性能试验，对ST约束混凝土的约束机理进行详细分析，建立有效约束力计算模型、承载力计算模型以及本构模型。进行ST约束混凝土组合柱低周反复荷载试验研究，在试验研究的基础上，建立组合柱的截面弯矩-曲率分析模型。基于所提出截面分析模型，分析轴压比、混凝土强度等级、角钢含钢率、缀板宽度与角钢间距之比、缀板净距与角钢间距之比、角钢间距与缀板厚度之比对柱截面屈服曲率和极限曲率的影响。建立组合柱截面屈服曲率和极限曲率的计算公式，进一步推导截面曲率延性系数和位移延性系数的计算公式，并与试验结果进行对比，验证公式的准确性与适用性。所提出公式基于大量计算数值，所考虑的因素较为全面，可为后续组合柱的变形能力计算以及基于位移的抗震设计提供一定依据。