矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱轴压性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱(STHCC)的轴压性能,进行了16根STHCC短柱的轴压静力试验。主要研究参数包括约束效应系数、混凝土立方体抗压强度、翼缘钢管腹板厚度和柱长细比。通过轴压试验得到STHCC短柱试件的试验现象和破坏形态、荷载-位移曲线、钢管翼缘和蜂窝钢腹板的荷载-应变曲线,分析了四参数对STHCC短柱轴压承载力的影响规律及受力机理。结果表明：钢管的外表面会产生吕德尔滑移线,所有试件钢管混凝土翼缘均呈剪切型破坏;试件荷载-位移曲线大致可分为弹性、弹塑性、荷载下降和残余变形等四段。随着约束效应系数和蜂窝钢腹板厚度的增加,试件的轴压承载力逐渐提高;随着长细比的增大,试件的轴压承载力却逐渐下降。最后,通过引入组合效应修正系数和综合影响变量,建立了与试验结果吻合较好的STHCC短柱轴压承载力计算式,并给出了该类轴压短柱的设计建议。     

基于板-梁理论的桁架拱整体稳定分析

桁架拱结构因其受力性能良好,大范围应用于桥梁及大跨度建筑结构。取桁架拱单一节间为研究对象,基于抗扭刚度等效原则,将腹杆等效为腹板。基于板-梁理论求得桁架拱节间的平面外抗弯、抗扭以及翘曲刚度。选取9个不同跨径比的桁架拱,建立有限元模型,验证了简支桁架拱在轴压和纯弯两种不同工况条件下的整体屈曲情况。轴压状态下桁架拱一阶屈曲计算承载力与有限元分析承载力平均误差1.18%,最高误差3.50%。纯弯状态下平均误差0.21%,最高误差4.54%,证明了求得的桁架拱截面等效方法及截面参数的正确性,可为工程实践提供可靠的计算方法。     

预应力钢骨混凝土框架在套建增层中应用

构建了一种以内置H型钢预应力混凝土组合梁作为框架梁、以配置4个或8个角钢的角钢混凝土柱为框架柱的新型框架结构,该框架适合于既有房屋的套建增层改造。给出了这种新型框架的施工方案和节点构造,可为套建增层工程设计提供参考。     

双跨钢管高强混凝土拱桥模态分析与对比

为了获得钢管高强混凝土拱桥的和振型特征,文中以某双跨拱桥为例,通过改变拱肋中混凝土强度、钢管厚度、径厚比等参数,分析其对钢管混凝土拱桥的刚度及自振频率的影响,明确混凝土强度及拱肋钢管厚度对固有频率及拱肋位移的影响规律.结果表明拱桥最大竖向振动频率与最大水平振动频率均小于人体感知范围,振动发生时并不会使人感觉到有明显的振感.拱肋、桥面系的平面内刚度大于平面外刚度,拱肋和桥面系的平面内弯曲变形出现的时间较晚.拱肋中混凝土强度的增加对拱肋刚度的提高并不明显.随着钢管厚度的增加,拱肋的延性和拱桥的竖向刚度逐渐提高,但钢管厚度过大会不利于拱桥的整体稳定性.钢管径厚比的增大有利于提高拱肋的平面外刚度及拱桥整体的竖向刚度.为进一步开展拱桥的动力响应分析奠定基础.     

超静定钢杆体系非线性有限元分析

采取 ANSYS 有限元方法对三根钢杆结构体系进行了仿真数值模拟,详细介绍了该结构体系 AN-SYS 建模过程、加载与求解.通过有限元结果与理论值的对比,结果表明,二者吻合较好,可为类似结构体系的有限元求解提供有效途径.     

预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析

为获得预应力H型钢混凝土新型组合梁的恢复力模型,对7根跨度为3 800 mm、2根跨度为4 500 mm的预应力型钢混凝土简支梁的骨架曲线进行了仿真分析,探讨了综合配筋指标、预应力度、预应力筋合力点到梁下边缘距离及混凝土轴心抗压强度4个参数对截面单调弯矩-曲率曲线和构件单调荷载-位移曲线的影响,同时考察了综合配筋指标、预应力度对构件截面曲率延性和构件位移延性的影响;最后统计回归出预应力H型钢混凝土组合梁曲率延性和位移延性的计算公式,建立了预应力H型钢混凝土组合梁弯矩-曲率恢复力模型和荷载-位移恢复力模型。结果表明:预应力H型钢混凝土组合梁具有良好的抗震性能,建立的恢复力模型可为该类梁的结构弹塑性动力分析提供参考。     

空间桁架梁固有振动的能量变分解析解

目前人们对空间桁架梁的振动特性研究得较少,该文首先采用Timoshenko梁的连续化模型来模拟空间桁架梁,推导得到了空间桁架梁的等代抗弯刚度和等代抗剪刚度,并采用能量变分法对空间桁架梁的固有振动进行分析,给出空间桁架梁的竖向振动频率和振型的解析解。然后采用有限元软件ANSYS对几种不同算例进行模拟,通过模态分析得到空间桁架梁的频率与振型。将能量变分法求得的频率解析解与有限元分析求得的频率数值解进行对比,结果基本上是一致的,将两种方法得到的振型对比,结果吻合良好。该文所提出的能量变分解析解可供空间桁架梁的工程设计参考。     

角钢加固混凝土组合柱偏压试验与建议

结合某一工程框架柱的加固需要,采用角钢约束原混凝土柱的设计方案。鉴于对角钢约束混凝土加固柱基本力学性能的研究尚少,文中开展角钢约束混凝土偏心受压柱力学性能试验,获得荷载-变形曲线,考察偏压柱的承载性能与偏心率的关系,验证理论计算公式的正确性。从而确定本工程加固后偏压柱的承载力,进一步确定桁架信号塔的设计高度,为实际工程提供技术支撑,同时为工程加固技术规程提供可靠的依据。     

预应力钢骨混凝土框架恢复力模型探讨

在分析IDARC中PARK三线性恢复力模型应用概况的基础上,建议了预应力钢骨混凝土框架中内置H型钢预应力混凝土组合梁和角钢混凝土柱基于IDARC的恢复力模型,给出了IDARC中框架节点作为刚域的处理方法。     

基于套建增层的单跨双层钢框架滞回性能分析与设计

为研究基于套建增层的单跨双层钢框架的抗震性能,以长细比、轴压比及加载位置为参数,设计18组单跨双层钢框架体系;基于简化的力学模型和材料的本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立有限元模型,开展框架结构在单调水平荷载作用下的静力分析,通过仿真分析与单跨双层钢框架试验结果对比,两者吻合较好,验证有限元模型建立的合理性;开展18组单跨双层钢框架非线性滞回分析,提取并比较荷载—位移滞回曲线、包络图和骨架曲线,基于能量等效法计算结构的延性因数,考察结构体系的塑性铰出现时间及分布规律;给出钢框架在大跨、重载和套建增层工程中的设计建议.结果表明:单跨双层钢框架结构滞回曲线饱满,塑性、耗能及延性性能较好,形成强柱弱梁的塑性铰机制,为在抗震区新建和既有建筑改造提供技术支撑.