钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震试验与分析

完成了6个钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究,试件包括3个不同钢板厚度的钢管混凝土边框纯钢板剪力墙和3个对应钢板厚度的钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙.基于试验,分析了各试件的承载力与变形特点.采用ABAQUS软件对各试件的受力与变形特点进行了有限元分析,有限元模拟结果与试验结果符合较好.试验及分析表明:钢管混凝土边框纯钢板剪力墙具有良好的延性;钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙,承载力和刚度比纯钢板剪力墙明显提高,综合抗震性能良好.     

内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙性能分析

基于ABAQUS软件,对新型内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙进行不同荷载作用下的数值模拟,利用数值分析结果,将该新型剪力墙与双钢管混凝土边框剪力墙和普通钢管混凝土边框剪力墙对比,对该新型剪力墙的力学性能和抗震性能进行分析研究。研究结果表明:内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙的承载能力、延性、滞回性能和耗能能力等方面都明显优于其他两种组合剪力墙,具有更优良的抗震性能。     

带不同类型边框柱的剪力墙力学性能试验

通过对钢管混凝土边框柱-钢筋混凝土剪力墙板的组合剪力墙(简称钢管混凝土剪力墙)以及带型钢混凝土边框柱和带钢筋混凝土边框柱的剪力墙的滞回性能试验,揭示钢管混凝土剪力墙具有较好的抗震性能。在此基础上,对试验剪力墙的荷载-变形关系进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。     

底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框带缝剪力墙是一种新型剪力墙,为进一步研究该新型墙体的抗震性能,设计制作了2个不同构造的剪力墙试件,并进行了低周反复加载试验。根据试验结果,分析了各试件的破坏特征、承载力、延性、刚度及退化过程、骨架曲线等抗震性能指标。研究表明:与普通钢管混凝土边框带缝剪力墙试件相比,底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙试件的抗震性能显著提高,底部加厚钢管混凝土边框与钢筋混凝土带缝墙体能够协同工作并形成良好的抗震耗能机制。     

轴压比对钢管混凝土边框组合剪力墙的影响

介绍了钢管混凝土边框组合剪力墙是一种适用于高层及超高层建筑的新型组合剪力墙,轴压比是影响剪力墙受力性能的一个主要因素,设计了5个具有不同轴压比的试件,进行了有限元分析,研究表明随着轴压比的增大,钢管混凝土边框组合剪力墙的延性逐渐降低,屈服荷载也逐渐减小。     

轴压比对剪力墙抗震性能影响分析

轴压比是剪力墙抗震设计的重要因素之一,直接关系到抗震性能。本文总结了轴压比对普通剪力墙和钢管混凝土边框剪力墙其抗震性能影响的研究成果,并进行系统分析,得出结论:在性能方面,钢管混凝土边框剪力墙优于普通剪力墙;轴压比对剪力墙水平承载力以及延性等方面有明显影响。     

开洞的钢板和型钢支撑-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

根据实际工程,对长宽比为3.08的筒体的短边墙体进行模型试验。试验模型为钢管边框,内部设置型钢支撑、局部开洞的钢板-混凝土组合剪力墙。采用低周反复模式加载,分析试件极限承载力、构件延性和破坏特征。通过试验分析,钢板-混凝土剪力墙的钢管边框、钢板、钢框架能很好地协同工作,可较明显提高组合剪力墙的承载力和延性。试验结果同时也指出,开洞组合剪力墙在设计中应采取构造加强措施,有利于进一步提高结构的承载力和延性。     

快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

为研究快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能,设计制作了3片足尺单层单跨装配式钢管混凝土边框剪力墙试件,分别进行0.1,5,20 mm/s加载速率下的往复荷载试验,对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数、耗能能力及刚度退化等方面进行对比分析。试验结果表明:试件破坏均为墙体边框钢管屈服后底角混凝土压溃,而钢筋及钢管连接节点处未发生明显变化,说明套筒灌浆连接技术满足装配式结构受力要求。加载速率对装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能影响有限,加载速率较静态加载提高200倍时,剪力墙承载力提高6%,延性系数降低20%,等效黏滞阻尼比降低13.1%。     

轴压比对钢管边框混凝土剪力墙的影响

为了研究不同的轴压比对钢管边框混凝土剪力墙受力性能的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了一个带圆形钢管边框的混凝土剪力墙组合结构模型,在组合结构的上方设置一个混凝土加载梁,下方设置一个基础梁。分析时不考虑钢筋与混凝土以及钢管与混凝土的粘结滑移效应,对该模型施加竖向荷载和单调水平荷载。其中,竖向荷载以面压力的形式施加在加载梁的上顶面,用来控制结构所受的轴压比(分别控制为0.1、0.2、0.3、0.4和0.5);水平荷载以位移控制形式施加在加载梁的侧面。结果表明:在单调水平荷载作用下,组合结构中钢管承受的应力大,外层混凝土应力最大出现在剪力墙两侧边框部位;轴压比对组合结构的受力性能具有一定的影响,增大组合结构的轴压比,其组合结构的峰值承载力会提高,而这种增大效应会随轴压比的增大逐渐变缓,同时其延性性能逐渐降低。     

钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙地震损伤试验研究

为研究钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙的地震损伤规律,设计、制作了4片不同构造形式的剪力墙试件,进行了低周反复加载试验,并分析了试件地震损伤演化过程;对各试件进行基于能量法的地震损伤分析,研究了钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋形式对试件地震损伤的影响。结果表明:钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋的构造组合显著减小了试件地震损伤指数,提高了试件抗震性能,其中柱式配筋形式可以大幅提高试件延性性能,斜筋能够加强试件抗侧刚度,钢管混凝土边框在加载后期可以为试件提供良好的承载力、刚度和变形储备;所建立的地震损伤评定模型,较好地体现了钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙损伤指数与试验损伤形态之间的关系。     

钢管混凝土柱结构节点抗震性能研究

钢管混凝土结构推广应用的关键技术问题之一是节点问题。通过低周反复荷载试验及地震模拟振动台试验 ,对三种型式的钢管混凝土柱框架结构的梁柱节点 (单梁节点、单双梁节点、双梁节点 )的抗震性能进行了理论分析及试验研究 ,研究表明 ,三种节点均具有良好的抗震性能 ,其中尤以单梁节点为最佳。研究成果可供结构设计和工程应用参考     

Compressive behavior of T-shaped concrete filled steel tubular columns

Special-shaped column structures improve residential architectural space, compared with traditional frame structures. However, in respect to applicable building height and seismic fortification intensity, traditional special-shaped reinforced concrete (RC) columns have strict limitations in seismic behavior, which hampers further generalization and application of special-shaped columns. Due to increase in constraint effect for concrete, special-shaped concrete-filled steel tube (CFST) columns are expected to behave advantages on the strength, ductility and seismic behavior over special-shaped RC columns. However, special attention should be paid to prevent the steel plates’ premature local buckling and the separation between steel tube and concrete at inner corners. The battlement-shaped bar stiffeners and tensile bar stiffeners, welded on tube surfaces, were first put forward in this paper. Experimental study of 9 stubs in three groups subjected to axial loads was conducted, and the specimens consist of 3 square stubs (including 1 non-stiffened and 2 stiffened CFST specimens) and 6 T-shaped stubs (including 1 RC specimen, 2 non-stiffened and 3 stiffened CFST specimens). Failure modes and static properties of the specimens were investigated. Experimental results reveal that: Due to the constraint effect provided by T-shaped tubes, the CFST specimens behave advantages on the RC specimen in the ascending stiffness, peak resistance and ductility (except for the battlement-shaped bar stiffened CFSTs). For square and T-shaped stiffened CFST specimens, the stiffeners improve their ductility, especially the tensile bar which gives the best performance in ductility and improves the peak resistance substantially. The stiffeners postpone the buckling of tubes, and even upgrade the classification of composite sections, without thickening the tubes.     

钢管混凝土、型钢混凝土、钢筋混凝土平面框架耐火性能对比分析

对常温下承载能力和刚度接近的钢管混凝土柱—钢梁平面框架、型钢混凝土平面框架、钢筋混凝土平面框架火灾下的破坏形态和耐火极限进行了对比分析。研究表明,三种框架的破坏形态存在明显差别,钢管混凝土框架出现了钢梁破坏,其他两种框架出现了受火柱破坏,型钢混凝土框架耐火性能最好。     

钢管混凝土柱抗震性能比较

对往复荷载作用下钢管混凝土柱进行有限元模拟,并与试验结果做比较。结果表明,计算值和试验值吻合较好。在此基础上,分别模拟计算同等条件下钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱,分析对比钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱的承载力、延性、耗能和刚度退化等力学性能。研究表明:同等条件下,钢管混凝土柱的最大承载力为钢筋混凝土柱的1.55倍,延性系数为1.53倍。钢管混凝土柱耗能指标均大于钢筋混凝土柱,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更好的抗震性能。     

混凝土横孔空心砌块填充墙-RC框架抗震性能试验

通过对3榀单层单跨RC（钢筋混凝土）框架足尺模型进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验,着重探讨混凝土横孔空心砌块填充墙对RC框架抗震性能的影响。对试件的试验破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能性能等抗震性能指标进行对比分析,并对混凝土横孔空心砌块填充墙 RC框架的抗震性能进行评估。结果表明:混凝土横孔空心砌块填充墙-RC框架属于强框架、弱填充墙类型,最终破坏形态与空框架破坏形态接近;混凝土横孔空心砌块填充墙对RC框架具有刚度效应,较大程度提高了框架的水平承载力和抗侧刚度;混凝土横孔空心砌块填充墙与框架结构共同参与滞回耗能,混凝土横孔空心砌块填充墙-RC框架表现出良好的抗震性能。     

钢管混凝土复合短柱轴压性能试验研究

钢管混凝土复合柱由钢管混凝土柱肢和钢筋混凝土联接板组成。以柱肢钢管壁厚和联接板厚度为试验参数,对7个复合短柱试件进行轴压性能试验研究,同时进行了与复合柱试件组成相对应的4个钢管混凝土柱构件和3个钢筋混凝土板构件的轴压试验。研究复合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和荷载 位移曲线,对比分析试件与对应构件的荷载 应变曲线,研究柱肢钢管壁厚和联接板厚度对复合短柱轴压承载力的影响。试验结果表明：轴压复合短柱受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性发展阶段;轴压复合短柱的破坏特征为钢筋混凝土联接板混凝土压碎,此时钢管混凝土柱肢的受力状态与对应的钢管混凝土构件的受力状态不同,钢管混凝土柱肢并没有充分发挥其自身的承载能力;在复合短柱的轴压承载力计算中应引入柱肢承载力折减系数,该系数与柱肢套箍系数相关;通过对现有的钢管混凝土轴压短柱的试验数据进行回归分析,拟合得到柱肢承载力折减系数的经验计算公式;按照建议方法计算得到的复合短柱的轴压承载力与试验结果吻合良好。     

侧向冲击下钢管混凝土(CFST)构件的性能:试验和有限元模型

研究钢管混凝土(CFST)构件的冲击特性。通过一系列试验来获得侧向冲击下受冲击力影响的组合构件的失效模式和时程分析。试验参数包括CFST样本的轴向载荷等级、约束因素和冲击能。建立一个包含钢筋和混凝土材料应变率效应、钢管和核心混凝土间相互作用以及外部钢管对核心混凝土约束效应的有限元模型。试验数据被用于验证有限元模型的准确性且基本上与之吻合。同时使用有限元模型进行了CFS冲击性能的全过程分析。     

多层钢管混凝土组合框架结构抗震性能的比较研究

钢-混凝土组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的优点,具有良好的抗震性能,越来越广泛地应用于高层建筑中.目前,应用较多的主要有钢管混凝土组合结构,为分析研究钢管混凝土组合结构的抗震性能,分别对2栋5层钢筋混凝土框架结构和钢管混凝土组合框架结构进行了地震反应弹塑性时程分析,并对多种地震波输入下的两类结构的加速度和位移反应进行了对比.理论计算分析结果表明:与钢筋混凝土结构相比,钢管混凝土结构具有较好的抗震性能.     

高轴压比下钢管高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

通过在约束边缘构件位置和截面中部设置多根钢管,形成了一组不同钢管布置形式的钢管高强混凝土组合剪力墙。通过对8片剪跨比为2.08的剪力墙试件在高轴压比（0.40~0.62）下的低周往复加载试验,研究其破坏形态、承载力、变形能力、滞回性能等。试验结果表明：试件的破坏形态为压弯作用下的受弯破坏,墙体根部混凝土压溃范围为整个试件宽度和300~400mm高度,钢管与混凝土之间没有出现明显的黏结滑移;在峰值荷载前,试件的截面应变分布基本符合平截面假定;与钢筋混凝土剪力墙相比,设置钢管后在轴向压力最大增加19%的情况下,受弯承载力提高了21%~43%,试件的屈服位移角达到1/300,峰值荷载时位移角不低于1/100,极限位移角达到1/75,个别试件接近1/40,变形能力提高了约30%,试件的滞回性能明显改善,表明所设计的钢管高强混凝土剪力墙具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

钢管混凝土复合柱静力试验与偏心率折减系数计算方法

以偏心率为参数,对4根钢管混凝土复合柱和4根钢管混凝土格构柱进行了受压试验和有限元分析,对比分析了试件的破坏过程与特征、受压承载力和荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。试验结果表明：轴压复合短柱的破坏以钢筋混凝土板的压碎和纵筋屈服为特征,此时钢管混凝土柱肢没有充分发挥其自身的轴压承载能力;偏压复合短柱的破坏形态为近载侧钢筋混凝土板压碎同时柱肢钢管出现鼓曲,对应柱肢的受力状态与钢管混凝土格构柱的相似。当偏心率相同时,钢管混凝土复合柱的初始受压刚度和承载力均大于钢管混凝土格构柱,两者的初始抗弯刚度接近,但由于钢筋混凝土板在受力后期仍可有效传递截面剪力,钢管混凝土复合柱的侧向位移明显小于钢管混凝土格构柱。钢管混凝土复合柱的偏心率折减系数随偏心率的变化情况与钢管混凝土格构柱的基本相似。以钢管混凝土格构柱的基本计算式为基础,利用试验和有限元参数分析结果对其进行修正,得到钢管混凝土复合柱的偏心率折减系数计算方法,折减系数的计算结果与试验结果吻合良好。