热轧单角钢轴心受压构件的稳定承载力

等边角钢截面为单轴对称截面,除绕非对称轴失稳为弯曲失稳外,绕其他任意轴均为弯扭失稳。不等边角钢截面为无对称轴截面,绕任意轴失稳均为弯扭失稳。钢结构设计规范(G B50017)采用换算长细比的方法将弯扭失稳等效为弯曲失稳,这种计算方法是否完善有待验证。本文采用有限元软件ANSYS,研究单角钢轴心受压构件的弯扭失稳,通过与规范进行对比分析,认为规范方法不够合理,并提出简单实用的稳定系数计算公式。     

钢结构混合式交错桁架体系的横向合理结构布置探讨

通过弹性反应谱法和弹性时程分析法对13个钢结构混合式交错桁架体系算例进行了参数分析,对中、高层交错桁架体系的建筑物高宽比、桁架高跨比、横向支撑形式和阻尼比等对结构抗震性能的影响进行了探讨.研究结果表明:(1)混合式交错桁架体系薄弱层位于底层;(2)结构最大层间侧移角随高宽比的增大而增大,但均能满足抗震规范的要求;(3)合理的桁架高跨比在1/5左右;(4)改变底部斜撑为风撑、加强横向支撑等措施可以有效地减小结构最大层间侧移角;(5)体系的阻尼比对其层间侧移角有较大影响,提高阻尼比到0.05,结构的层间侧移角有较大幅度的降低等.研究结果可供规程制订和工程设计参考.     

钢结构的地震作用

为了说明《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中钢结构地震作用取值的不合理性，对《建筑工程抗震性态设计通则》CECS160：2004和《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中钢结构地震作用的取值进行了分析比较，并提出了建议。     

含双槽钢截面可更换耗能梁段的高强钢框筒结构滞回性能研究

为了研究含双槽钢截面可更换耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-FTS-RDSL)的滞回性能,利用ABAQUS有限元分析软件建立了2/3比例的单层单跨HSS-FTS-RDSL子结构试件的有限元模型,对耗能梁段所用钢材进行循环加载试验得到其循环本构,验证了有限元模型的准确性和适用性。建立了16个足尺子结构有限元模型,分析耗能梁段长度比、裙梁净跨高比、耗能梁段腹板加劲肋间距、连接处螺栓直径和加固板厚度对结构滞回性能的影响规律。研究结果表明:HSS-FTS-RDSL子结构主要通过双槽钢截面耗能梁段进入塑性耗散地震能量,其余构件基本处于弹性状态或者轻微发展塑性;随着耗能梁段长度比的增加,结构承载力、刚度和耗能能力逐渐降低,耗能梁段超强系数减小,建议耗能梁段长度比取0.84~1.40;双槽钢截面可更换耗能梁段可较好地应用于净跨高比不超过4.6的裙梁中;改变耗能梁段加劲肋间距对结构承载力、刚度和耗能能力影响较小;减小螺栓直径会使连接区域螺栓滑移提前,对结构刚度和承载力影响较小;减小加固板厚度会增加连接变形,降低耗能梁段的塑性变形程度。     

含可更换剪切型耗能梁段-高强钢组合框筒结构静力弹塑性数值分析

提出了一种震后功能可快速恢复的新型结构体系—含可更换剪切型耗能梁段-高强钢组合框筒结构(简称HSS-SFTS)。为研究和比较HSS-SFTS与传统钢框筒结构(简称FTS)的抗震性能,给出了HSS-SFTS的初步设计方法,采用SAP2000各建立一个40层的HSS-SFTS和FTS算例结构,对有限元模型进行静力弹塑性分析。结果表明:HSS-SFTS在罕遇地震性能点处的层间侧移角小于FTS的相应值,结构延性得到有效提升。结构层间侧移角达到抗震规范弹塑性转角限值1/50时,HSS-SFTS中耗能梁段塑性铰处于LS状态,可以满足抗震规范中"大震不倒"的设计理念。承载力极限状态时,HSS-SFTS的层间侧移角沿结构高度方向分布均匀,没有出现明显的薄弱层,且其塑性变形与损伤主要集中于耗能梁段处,具有理想的整体破坏模式。新型结构体系有效改善了传统框筒结构的抗震性能,降低了水平地震作用,使得除耗能梁段外的非耗能构件受损程度减轻,此种新型高层钢结构更易于震后修复与功能的快速恢复。     

位移加荷方式对支撑滞回性能的影响

本文采用双重非线性有限元方法,针对高层建筑中的钢支撑,分析了七种不同的位移加载方式对滞回性能的影响,以探求一种简单,有效的位移加载方式以较好地模拟地震波。     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

加劲肋宽厚比对钢管-板节点承载力的影响

以实际工程中设有1/4环加劲肋的钢管-板节点进行足尺模型试验和有限元分析,通过改变加劲肋的宽度或厚度,得到增加加劲肋的厚度或宽度均可提高节点的极限承载力,且增加厚度比增加宽度更为有效。研究结果不仅为实际工程的建设提供了参考依据,还丰富了此类节点研究的数据库。     

焊接工形梁在纯弯作用下的腹板高厚比限值及极限承载力

通过对腹板在弹性、弹塑性阶段受力特征的研究 ,推导出腹板不设置加劲肋时的高厚比限值 ;采用非线性有限元分析了腹板屈曲后梁的极限承载力 ,并给出了便于设计应用的简化强度验算公式 ;分析中考虑了初始弯曲和残余应力的影响。推荐公式可供《钢结构设计规范》(GBJ1 7- 88)作补充参考。     

高强钢组合K形偏心支撑框架结构振动台试验研究

为研究高强钢组合K形偏心支撑框架的抗震性能,推动高强钢在我国建筑领域的应用,对一个单跨两榀三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架进行缩尺比例为1/2的振动台试验,得到不同工况下的自振频率、阻尼比、加速度反应、位移反应及耗能梁段的应变。研究表明：随地震波峰值加速度的增大,结构的自振频率降低,阻尼比增大,加速度反应增大,动力放大系数减小。按照动力相似关系推导出原型结构的地震反应,多遇地震作用下结构最大层间位移角为1/1667,罕遇地震作用下结构最大层间位移角为1/237,均满足抗震规范变形验算的规定。综上,高强钢组合K形偏心支撑框架具有良好的抗震性能,满足“三水准”抗震设防准则。