任意形状截面双向偏心受拉构件大小偏心的判别

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001对钢筋混凝土柱小偏心受拉情况做出了钢筋配置的严格规定,但目前现行国家设计标准、设计手册和钢筋混凝土结构教课书均没有关于任意形状乃至矩形截面双向拉弯柱大、小偏心状态的判别方法,致使抗震规范的规定无法执行。本文提出的判别方法填补了此空白,且简便易行。     

钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压力学性能

为研究钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压力学性能,采用有限元软件ABAQUS对钢骨-方钢管高强混凝土组合柱小偏心受压试件进行非线性有限元分析,研究了长细比、偏心率、配骨指标和加载方向这些参数对组合柱小偏心受压力学性能的影响。通过回归分析提出小偏心受压承载力简化计算公式,并将简化公式计算结果与试验结果及有限元（FEM）计算结果进行对比。结果表明:长细比、偏心率对组合柱小偏心受压承载力影响较显著;配骨指标的增大能提高组合柱的延性;加载方向对承载力影响很小;简化公式计算结果与试验结果及有限元计算结果吻合良好。     

T形方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力研究

通过理论计算和有限元模拟对T形方钢管混凝土组合异形柱的偏心受压承载力计算方法进行研究。设计9根不同长细比偏心力作用的T形组合柱,借鉴《矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS159：2004）》压弯构件的计算方法,对设计构件进行理论计算,并应用ANSYS有限元软件对设计构件进行偏压承载力计算。分析结果表明：T形组合柱在偏心受压破坏时,为整体弯曲破坏;理论计算与有限元分析计算结果吻合较好;验证了采用理论计算方法计算方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力的可行性。     

钢-竹组合箱形柱的偏心受压力学性能

以偏心距、长细比、有无螺钉加固为参数,对36根钢竹组合箱形柱进行了偏心受压试验,分析了组合柱的破坏形态、侧向挠度、变形和承载力,研究了组合柱偏心受压力学性能的影响因素;另外,根据纤维模型法编制了非线性计算程序,对组合柱进行非线性全过程分析.结果表明:长细比较小组合柱的破坏由牛腿区域竹胶板劈裂和钢材屈曲所导致,长细比较大组合柱的破坏由中部竹胶板劈裂向外鼓起所导致;在设计参数范围内,偏心距对组合柱的力学性能影响较大,螺钉加固连接对组合柱的屈服承载力和极限承载力均有一定的提高作用,长细比有一定影响但无明显的规律性;由程序求得的计算结果与试验结果吻合较好,误差均在10%以内,表明所建立的计算模型具有较高的精度.     

不同设计配筋下大偏压RC柱承载力抗震可靠度

为研究偏心距随机特性对不同设计配筋下RC柱承载力抗震可靠度的影响规律,采用解析方法,推导了以多个无量纲化设计参数表达的大偏压RC柱失效方程和配筋影响系数计算式。考虑规范中的柱配筋率要求,分析了荷载效应比值等设计参数在常用取值范围内时配筋影响系数的变化规律。结合已有的水平地震作用、竖向重力荷载、混凝土强度和钢筋强度等参数的概率模型,并考虑偏心距的随机特性,采用Monte Carlo方法进行了大偏压RC柱可靠度分析。结果表明:不同设计参数组合下大偏压RC柱配筋影响系数的变化离散性较大;当配筋影响系数较小时,增加配筋对大偏压RC柱可靠指标的改善作用不大;当该系数较大时,增加配筋对可靠指标的提升效果较明显。     

强震区单跨36m预应力框架设计与分析

海南省体育中心综合训练馆为单跨36m预应力框架及屋盖网架的三层混合结构.为解决单跨结构抗震问题,在建筑两端设置抗震墙作为主要抗侧力结构;为解决大跨边柱的大偏心受压问题,在边框架柱中设置斜向预应力筋,并通过设置牛腿增大预应力筋偏心距及解决柱张拉端问题.该文对强震区的大跨预应力梁柱设计,尤其是预应力柱的计算分析方法具有较大...     

偏心支撑框架的设计计算方法

我国《建筑抗震设计规范》(GB5 0 0 11- 2 0 0 1)规定 ,8度以上宜采用偏心支撑 ,但我国至今没有一个自行设计的工程用过这种支撑。参考美国计算例题、相关规范 ,并依据我国规范 ,对偏心支撑框架的实际计算方法进行讨论 ,总结出适合我国规范和实际情况的偏心支撑框架设计计算方法。其中 ,重点介绍了各杆件的内力计算、消能梁段的设计、非消能梁段的设计、支撑的设计、柱的设计等 ,给工程设计提供理论基础和实用方法 ,有助于设计人员对该体系设计过程的了解和此种支撑的推广应用     

型钢高强混凝土柱轴压比限值分析

轴压比是影响柱抗震性能的一个主要因素,随着轴压比的增大,柱的抗震性能越来越差。从型钢混凝土柱正截面大、小偏心界限破坏时力的平衡条件出发,推导了型钢高强混凝土柱发生延性破坏的轴压力限值,并提出了其在不同抗震等级下轴压比限值,该限值可为型钢高强混凝土柱的抗震设计提供参考依据。     

混凝土柱轴压比和大偏心受压的关系

粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法以其施工操作简单、工期短、加固后对使用空间影响小等优点被广泛应用于各类受弯构件的加固中。而且对于大偏心受压构件,《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367—2013)也允许采用粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法进行加固。然而工程中常用的PKPM、YJK等结构计算分析软件仅仅给出了混凝土柱的轴压比,而未给出混凝土柱是属于大偏心受压柱还是属于小偏心受压柱。如果想采用粘贴纤维复合材加固法和粘贴钢板加固法对混凝土柱进行加固设计,就需要设计人员手工计算各个混凝土柱是否属于大偏心受压柱,这样无疑会增大很多工作量。为此,本文就混凝土柱的轴压比和大偏心受压的关系进行了推导,以方便设计人员在工作中使用。     

基于性能设计的高强钢组合V型偏心支撑钢框架抗震性能研究

为了研究高强钢组合V型偏心支撑钢框架的抗震性能,采用基于性能的抗震设计方法设计2个10层V型偏心支撑钢框架算例,采用Pushover方法和动力弹塑性方法进行分析。对比分析高强钢组合V型偏心支撑钢框架和普通V型偏心支撑钢框架的破坏特征、承载能力、基底剪力、顶点侧移角、抗侧刚度、延性以及罕遇地震下层间位移角。结果表明:在基于性能的抗震设计方法中,高强钢组合V型偏心支撑钢框架与普通钢组合V型偏心支撑钢框架具有相近的破坏模式和顶点侧移角,但抗侧刚度和延性略低;在罕遇地震作用下,两者具有相似的层间位移分布模式,高强钢组合V型偏心支撑钢框架层间位移角略大,但都能满足相关规范限值的要求,抗震性能相当。高强钢组合V型偏心支撑钢框架能节省钢材约10%,更符合绿色建筑的发展方向。     

钢管混凝土组合异形柱框剪结构的抗震研究

钢管混凝土组合异形柱框架剪力墙结构是一种新型混合结构体系,该体系应用于高层钢结构住宅.主要研究在钢管混凝土组合异形柱框架剪力墙结构上加偏心支撑,改变偏心支撑的耗能梁段对结构进行时程分析,分析比较结构的位移、位移角、剪力、顶点加速度时程曲线变化.探索偏心支撑的不同耗能梁段对结构的抗震影响.探索外框架和剪力墙承担剪力的大小,判定该结构能否形成双重抗震结构体系.当A形支撑耗能梁段取剪切屈服型时,结构的抗震性能最好,结构刚度大、剪力分配均匀并形成双重抗震结构.该结构体系有着广阔的发展前景,目前国内对该体系的抗震性能研究还处于空白阶段,故对该结构进行抗震性能分析具有重要意义.     

盾构隧道衬砌结构偏心破坏转化临界锈蚀率预测

盾构隧道管片中的钢筋锈蚀会对结构的承载性能和破坏形态产生重要影响。一般盾构隧道结构多呈现小偏心受压状态，当钢筋锈蚀发展到一定程度时会出现小偏心向大偏心受力状态的转变，导致结构承载力下降、危及隧道运营安全。基于盾构隧道衬砌结构压弯受荷特点，设计小偏心加载的锈蚀试验柱，等效地模拟隧道衬砌的实际受力状态，分析不同锈蚀程度下试验柱跨中应变、极限承载力及裂缝的全过程演变。随锈蚀程度加重，试验柱承载力、混凝土应变、受压区高度下降速度逐渐加快，最大锈蚀率达到68.32%时，承载力最大降幅达到53.23%。试验发现高锈蚀程度(η≥46.25%)试验柱由小偏心破坏转化为大偏心破坏的现象。基于受弯构件正截面承载力理论分析，提出隧道衬砌结构由小偏心向大偏心破坏转化的临界锈蚀率理论计算方法，通过设计有限元计算流程验证了该方法的正确性。研究结果可为盾构隧道衬砌结构耐久性设计和安全评价提供理论支撑。     

型钢再生混凝土组合柱轴压比限值研究

在17个型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,结合型钢再生混凝土组合柱试验位移延性系数和极限角变形,给出了满足型钢再生混凝土组合柱抗震延性要求的轴压比限值。采用大小偏心受压界限破坏理论推导了发生弯曲破坏时型钢再生混凝土组合柱的标准轴压比计算公式。在此基础上,结合抗震等级的要求,考虑体积配箍率、剪跨比对型钢再生混凝土组合柱抗震性能的影响,最终提出了不同剪跨比、不同配箍率以及不同抗震等级下型钢再生混凝土组合柱的轴压比限值。研究结果可为型钢再生混凝土组合柱的抗震设计提供参考依据。     

钢筋砼柱的轴压比限值

本文从大、小偏心受压构件截面的界限破坏条件出发，导出了对称配筋矩形截面柱和圆形截面柱轴压比限值的计算公式，同时也给出了有箍筋约束的矩形截面柱轴压比限值的计算公式。最后，对钢筋砼柱抗震设计中的柱轴压比限值提出了设计建议。     

规则钢筋混凝土框架中考虑双向随机偏心距的柱承载力抗震可靠度分析

地震作用下RC框架柱大多处于双偏压受力状态。为考虑双向偏心距随机特性的影响,采用Monte Carlo方法分析了RC框架柱的承载力抗震可靠度。基于已有的试验数据,分析了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中双偏压构件抗力计算模式的不确定性及其对极限状态方程的影响。以按规范设计的典型RC框架角柱、边柱和中柱为例,结合已有荷载和抗力变量的统计概率参数,通过对荷载效应以及抗力进行抽样,分别按单偏压和双偏压情形计算了RC柱的承载力抗震可靠度。结果表明：对于规则框架结构,双偏压情形下使柱具有较低可靠度的地震作用方向(沿结构主轴)与单偏压情形并不相同;考虑双向随机偏心距后,RC柱的承载力抗震可靠度会较单向随机偏心距下的可靠度有较大程度的降低。     

钢-竹组合工字形柱偏心受压性能试验研究

为研究钢-竹组合构件偏心受压时的受力性能,设计制作了36根钢-竹组合工字形柱并进行偏心受压试验。以偏心距、长细比、有无螺钉连接为主要参数,分析不同参数对组合柱破坏形态、承载能力、侧向挠度等的影响。依据采用偏心距增大系数的极限平衡法和引入参数影响系数的统一理论法推导了两种偏压承载力理论计算式。结果表明：钢-竹组合柱受力性能优良,组合效应突出,破坏形态具有一定规律性;偏心距较小时由底部牛腿区域出现竹材劈裂后向中部扩展而破坏;偏心距及长细比较大时由受压侧中部竹板劈裂鼓起后向两端延伸而破坏;偏心距对试件承载力和侧向挠度均有较大影响;有无螺钉对试件承载力无明显影响,布置螺钉减小了侧向挠度;在设计参数范围内,承载力受长细比影响不显著,随长细比增加呈缓慢降低趋势;承载力计算值与试验值吻合良好,误差均在10%以内。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

压弯构件结构计算系统开发研究

在当前结构计算日趋复杂、量大的情况下,为了提高计算效率节省工时,运用计算机模拟计算压弯构件的受力过程非常必要。本研究在钢筋混凝土力学原理基础上,研究分析不对称配筋的情况时单向偏心荷栽作用下压弯柱构件的配筋情况。通过对大偏心、小偏心两个实例的计算结果的分析,验证了该计算系统的科学性、合理性和可操作性。     

多墙柱下基础计算问题探讨

基础规范没有对多墙柱下基础计算方法作出明确规定。由于基础计算的复杂性以及基础设计软件的局限性,在进行多墙柱下基础设计中存在计算模型过于简化、不同软件的设计结果差异大、基础设计过于保守浪费等问题。针对多墙柱下扩展基础和桩基础计算中的计算模型选择、抗震承载力调整、冲切计算、剪切计算、变形计算等方面的问题进行讨论,提出多墙柱下基础计算应以有限元分析为基础,考虑弹性和刚性两种基础模型,考虑所有的荷载作用组合,可供设计参考和使用。计算方法已在基础设计软件中实现。     

用统一的表达式表示偏心受力构件的强度包络曲线

偏心受力构件正截面承载力的计算,可分为偏心受压和偏心受拉两种情况,而在其中又可以细分为大偏心和小偏心两种情形。由于混凝土受压（拉）区高度的不同,偏心距的大小不同,大、小偏心受力构件的受力情况复杂,计算公式繁多,本文以偏心受压构件为例,采用弯矩-轴力-曲率法,探讨普遍适用钢筋混凝土偏心受压构件截面承载能力的计算方法,把钢筋混凝土偏心受压构件截面大、小偏心的计算统一起来,使其截面极限承载能力的计算更为简便,同时着重对小偏心构件的受力特性进行了分析探讨。