装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构分层次振动台试验研究

为促进多层冷成型钢结构的建筑工业化发展,提出了一种可模块化建造的装配式多层冷成型钢复合剪力墙结构体系(PM-CFS-CSWS),该体系将结构划分成柱模块(包括中柱模块、边柱模块和角柱模块)、墙体模块、组合楼板和连接件等部分,所有模块均可在工厂模数化生产,运输到现场后仅通过自攻螺钉装配连接成整体结构。以一栋振动台试验模型为实例说明PM-CFS-CSWS体系的构造方案、各模块间的连接技术和整个建造过程。试验中设计了4栋5层1∶2缩尺PM-CFS-CSWS振动台试验模型,并对模型结构开展了分层次振动台试验,分析试验现象以及结构在地震作用下的动力响应。结果表明,加强块节点、加强型和普通墙体可明显提高多层冷成型钢结构的抗震性能,所提出的多层体系基本满足我国抗震规范9度设防的要求,建议多层冷成型钢结构的弹塑性层间位移角限值可取为1/30~1/25。     

单层折面空间网格结构风荷载特性及等效静风荷载研究

对单层折面空间网格结构的表面风压分布和风振响应特性进行研究,采用荷载 响应相关法(LRC)与惯性力法计算结构的等效静风荷载,并分析了其计算精度,结果表明：在迎风面的体育场屋盖部分,气流在经过迎风面屋盖檐口后发生明显分离,形成漩涡,此处的平均负风压和脉动风压最大;整个屋面的绝大部分表面风压都表现为负压。增加肩谷环后,结构横向刚度提高较大,结构的1阶和2阶振型由原来的结构整体水平振动变为罩棚前端内环端部的局部竖向振动;在单层折面空间网格结构的风振响应中,参与结构振动振型较多,需要考虑多阶振型影响,且参与结构振动的主要为低阶振型;在脉动风荷载作用下各振型耦合作用较小;用LRC与惯性力法得到的单层折面空间网格结构等效静风荷载,计算精度可满足工程要求。     

多层冷成型钢住宅结构抗侧力性能的研究

现有的冷成型钢结构体系源于传统的木结构体系,在国外低层住宅中已得到广泛应用。本文首先将该体系通过改进扩展为多层冷成型钢结构体系,并提出相应的结构抗震性能设计准则。在对多层冷成型钢结构一定简化的基础上,提出了结构整体及标准层有限元建模方法。该方法可以考虑连接件的间距和滑移影响,尽可能真实地反映了结构在水平荷载下的工作性能。以6层住宅结构为例,利用本文有限元建模方法,分析了结构在风载以及地震作用下的抗侧性能,并给出设计建议。案例同时表明多层冷成型钢住宅结构具有类似框架-剪力墙结构的变形特点,即呈现反S型变形。此外,在保证施工质量的前提下,多层冷成型钢住宅结构可以具有足够的抗侧刚度,结构墙板可以替代传统的支撑系统。     

张弦梁(桁架)结构荷载态受力性能分析

本文分析了张弦梁(桁架)结构在使用阶段的受力性能,着重讨论了在最不利工况下,初始预应力幅值、矢高比与垂跨比、拱截面惯性矩(桁架截面高度)和撑杆间距及数目等四个参数对张弦梁(桁架)结构受力性能的影响,这四个参数也倍受工程设计人员的关注,最终本文得出了一些实用性结论。     

Q345冷成型钢高温蠕变性能试验研究

高温蠕变会加速热轧型钢构件受火失效，而对冷成型钢构件的高温蠕变性能研究有待深入。为此，对厚1.0 mm的Q345冷成型钢进行了8个试验温度(200～700℃)下的高温蠕变试验，每个试验温度设置2～8个应力水平(应力比0.10～1.1),总计41个试验工况，最长持时240 min。得到了不同温度和不同应力比下的蠕变曲线，并与已有的Q345热轧型钢高温蠕变曲线进行对比。结果表明：相同温度及应力比下，冷成型钢蠕变发展要快于热轧型钢，在实际工程中，应区别对待热轧型钢与冷成型钢的蠕变特性。基于高温下试件进入加速蠕变阶段的最小应力水平，给出了Q345冷成型钢在温度400～700℃下的蠕变断裂临界应力比，其中，温度为400～500℃和700℃时，蠕变断裂临界应力比高于屈服强度折减系数；而温度为550～600℃时，蠕变断裂临界应力比低于屈服强度折减系数，Q345冷成型钢可能会在达到高温屈服强度之前发生蠕变破坏，不利于结构安全。根据复合时间强化模型和稳态蠕变速率与应力比的定量关系，分别给出Q345冷成型钢高温蠕变曲线预测模型和稳态蠕变速率预测模型，预测值与试验值均较为接近，适用于预测Q345冷成型钢在温...     

基于杆系离散元法的结构接触碰撞行为分析EI北大核心CSCD

将杆系离散元法拓展至结构的碰撞行为分析中,通过对颗粒运动轨迹修正实现模拟杆件间的碰撞响应。根据杆件间可能发生的接触模式建立了“点-线”接触模型;将“虚拟接触点对”的概念引入临界接触约束条件,详细推导了接触力的计算公式,并采用Fortran语言编制基于离散元法的结构碰撞行为分析程序;通过对典型接触碰撞算例的模拟和分析,定量验证算法的正确性和有效性。结果表明:“点-线”接触模型可对发生接触碰撞的杆件做出及时判断,并准确计算法向排斥力和切向摩擦力;同时接触碰撞过程的能量耗散。     

灌浆套筒连接装配式混凝土柱抗撞性能研究

为研究撞击荷载下灌浆套筒连接装配式混凝土（Precast Concrete, PC）柱的力学性能和损伤机理，采用数值仿真技术建立了PC柱精细有限元模型，并完成了模拟方法的验证，分析了PC柱的撞击响应特征与传统现浇混凝土（Cast-in-Place Concrete, CIPC）柱的差异，讨论了撞击位置、轴压力、接缝强度和套筒连接强度等参数对PC柱抗撞性能的影响，并从曲率分布的角度分析了PC柱的损伤特性。结果表明：相同撞击条件下PC柱和CIPC柱的非线性力学行为比较接近，但两者柱底的传力机制和破坏形态差异明显；曲率分布能直观描述PC柱的损伤细节特征；撞击位置的变化会改变PC柱的抗力机制，而轴压比在一定程度上可提高PC柱抗撞能力；由于撞击荷载的局部效应显著，接缝强度和套筒连接强度主要影响接缝附近柱体的损伤机理。