钢压弯构件面内等效弯矩系数取值的改进(下)——端部有侧移的构件

本文继上篇之后论述端部有侧移的压弯构件的面内等效弯矩系数。首先推导弹性悬臂构件等效弯矩系数的理论计算公式,包括自由端承载和杆内荷载的不同工况,并在此基础上推出近似计算公式。其次,用有限元方法计算悬臂压弯构件的弹塑性稳定承载力,并以此为基础对弹性分析的结果进行校验。校验表明弹性等效转换得到的公式可以可靠地应用。同时,还论证了公式可以应用于端部有转动约束的框架柱。最后讨论框架内力采用二阶分析时的柱的βm系数,指出《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的规定有所误解。     

基于位移控制多点加载的新型混合连肢墙结构非线性有限元分析

基于含型钢边缘构件混合连肢墙结构试验结果,采用ABAQUS有限元程序建立了结构的数值分析模型,考虑材料非线性和几何非线性,引入Python源程序编制了给定荷载模式下基于位移控制的加载程序,用以模拟循环加载的全过程。数值模拟结果与试验结果对比表明,二者在滞回曲线、骨架曲线、耗能等方面均吻合较好。在此基础上,研究了不同耦连比对结构整体抗震性能的影响,从而寻找适用于高地震烈度区的合理耦连比。分析结果表明:当轴压比为0。2时,耦连比为45%~60%的新型混合连肢墙结构具有良好的抗震性能,塑性铰分布合理,适用于高烈度地震区。     

混合式交错桁架体系在循环荷载下的非线性分析

对交错桁架结构抗震性能的研究很少。采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,分析了一个混合式交错桁架结构在循环荷载作用下的性能,与试验结果比较表明,此计算模型精确、高效。对此模型进行了循环荷载下的滞回性能分析。结果表明,该结构体系具有较好的耗能能力和抗震性能。     

钢桁架的次弯矩和板件宽厚比

通过考察钢桁架拉杆和压杆在次弯矩作用下板件受压屈服而屈曲的可能性,阐明对拉杆板件的宽厚比没有必要加以限制。压杆的板件宽厚比也只是在很窄范围内,即杆件屈曲不起控制作用的情况下,需要从严控制。     

错列桁架体系柱子平面内计算长度

将《钢结构设计规范》(GB50017—2003)中框架体系支撑条件的区分引入到错列桁架的稳定分析中,考虑初始缺陷的影响,提出了强、弱支撑错列桁架体系的划分标准,推导出了错列桁架体系柱子平面内计算长度公式。强支撑体系中柱子计算长度可以按照规范GB50017—2003计算。对弱支撑体系,提出了柱子计算长度的实用计算公式。     

大型火电厂全焊钢框架梁柱连接抗震性能及加腋修复试验研究

进行了4个1/2比例常规全焊钢框架梁柱连接的循环加载试验,研究了梁翼缘宽厚比、节点域柱腹板高厚比对连接破坏形态、延性和极限承载能力的影响,分析了这些因素对连接的滞回性能及对节点域柱腹板剪切变形的影响规律。对其中的两个试件破坏的焊缝修复后加腋重新进行试验,以研究加腋修复的效果。试验结果表明,加腋改进形式可以大幅度提高连接的延性和极限承载力,其破坏形式均为梁端形成塑性铰后经历反复塑性变形而发生整体失稳,保证了强震条件下“强节点弱构件”的设计原则。给出了设计施工建议。     

冷弯薄壁型钢墙体恢复力模型及房屋地震反应简化分析方法研究

基于10片1∶1冷弯薄壁型钢墙体抗剪滞回性能试验结果,采用SAP2000中多线段塑性Pivot连接单元的滞回规则,进行墙体的恢复力模型及冷弯薄壁型钢房屋的动力非线性简化分析方法研究。研究表明:墙体的骨架曲线可采用退化四线型模型模拟;双柱墙体Pivot模型参数可取α=10、β=0.1,单柱墙体可取α=10、β=0.15;非线性简化分析与试验分析得到的滞回曲线的外包络线基本一致,耗能能力相当,简化方法能较好地模拟墙体的强度、刚度退化和捏缩效应;三层房屋结构简化计算模型的第1、第2阶振型与试验观测一致,频率分别相差11%和2%;模型结构与试验的地震反应分析结果吻合较好,表明简化计算方法可用于冷弯薄壁型钢房屋的弹性和弹塑性地震反应分析。     

单层单跨变截面轻型门式刚架拟静力试验研究

通过柱脚铰接变截面轻型门式刚架1/3缩尺模型拟静力试验,得到了结构的承载力、破坏模式、延性、耗能、刚度、柱顶侧移,以及承载力和刚度的退化规律等,并基于试验结果分析了结构的抗震性能和影响结构整体性能的因素,如局部屈曲、楔率、翼缘的宽厚比及腹板的高厚比等。试验结果表明,变截面门式刚架结构的破坏模式为形成3个"屈曲铰"的机构:2个铰位于梁的两个端部,1个位于梁跨中截面薄弱处;该种结构形式延性、耗能能力较差,但由于自重轻,地震作用力小,结构能较好的满足抗震设防要求。     

箱形截面钢压弯构件受循环弯矩作用的试验研究和理论分析

本文对不同轴压比和板件宽厚比的15个受常轴力、循环弯矩作用的箱形截面钢压弯构件进行了试验研究，得到了构件的滞回性能特性及主要影响因素。通过与理论分析的比较，验证了理论分析的可靠性和一般性，表明理论分析结果能够应用于工程实际。     

高强钢组合K形偏心支撑钢框架弹塑性状态的层剪力分布研究

高强钢组合偏心支撑钢框架结构中耗能连梁作为屈服构件采用普通钢（如Q345）,而非耗能构件采用高强度钢材（如Q460）,高强钢构件不仅有效降低了构件截面、节约钢材、降低造价,而且减弱了偏心支撑结构的刚度,使得层剪力分布状态与传统偏心支撑结构不同。为了研究这种新型结构在罕遇地震作用下的弹塑性层剪力分布状态,依据偏心支撑钢框架结构基于性能的设计方法设计了具有理想失效模式的5层、10层、15层和20层算例,并考虑了近场地震速度脉冲效应和远场地震加速度循环累计效应对结构的影响,采用动力时程分析方法计算结构在罕遇地震水准下的响应,根据结构弹塑性层剪力的平均值,提出了与我国规范相一致的弹塑性层剪力分布模式,并对比了已有的层剪力分布模式,该文建议的层剪力分布模式具有更高的精度,可为高强钢组合K形偏心支撑能量设计方法和塑性抗震设计理论提供参考依据。