不同配钢率对SRC压弯柱承载力与延性影响

地震作用下,大跨结构和高层结构下部的型钢混凝土柱,处于高轴压压弯状态下,通过数值计算,分析了型钢混凝土柱在不同配钢率下弯矩曲率变化规律,并建议了在进行型钢混凝土柱地震设计时,应选择合适的配钢率以做到经济合理。     

型钢混凝土柱的界限破坏和轴压比限值

探讨了型钢混凝土柱发生不同界限破坏状态的条件 ,分析了界限破坏状态的定义不同对型钢混凝土柱轴压比限值的影响 ,指出在充分考虑型钢受弯的情况下 ,配工字形型钢混凝土柱的轴压比限值并不能比普通钢筋混凝土显著提高 ,建议在抗震设计中采用配钢管或十字形型钢的型钢混凝土柱 ,以提高柱的延性。     

型钢混凝土柱轴压比限值研究

型钢混凝土结构是现今高层建筑中经常采用的结构形式.为了保证地震时型钢混凝土柱的延性,<型钢混凝土组合结构技术规程JGJl38-2001)类似钢筋混凝土柱并考虑了型钢的作用规定了型钢混凝土柱的轴压比限值,但没有很好地反映轴压比限值实际应是柱界限破坏时的轴压比.经研究,建议仍可采用钢筋混凝土柱轴压比的定义并根据界限破坏推导了型钢混凝土柱轴压比限值的计算公式.     

预压型钢混凝土柱滞回特性有限元分析

在型钢混凝土柱基础上提出预压型钢混凝土柱,并对预压型钢混凝土柱研究意义进行了概要分析。采用ANSYS有限元分析软件,通过对9个不同混凝土强度等级、不同型钢预压比、不同轴压比的预压型钢混凝土柱的低周反复荷载试验,得到预压型钢混凝土柱在不同轴压比、型钢预压比下的破坏形态和滞回曲线。研究结果表明:预压型钢混凝土柱有良好的抗震性能,但是其随着轴压比增大和混凝土强度的提高而降低。     

型钢再生混凝土柱水平承载力及轴压比限值的试验研究

通过7个型钢再生混凝土柱在低周反复荷载作用下的试验,对型钢再生混凝土柱水平承载力及轴压比限值进行研究。分析轴压比、体积配箍率和再生骨料取代率等3个因素对型钢再生混凝土柱水平承载力的影响。研究表明:柱的水平承载力随轴压比的增加而增加,但其延性系数逐渐降低;随着配箍率的增加,柱表现出较好的承载力;再生骨料取代率对柱承载力影响不大,总体与型钢普通混凝土柱一样具有较好的承载力和延性。从型钢混凝土柱正截面界限破坏时力的平衡条件出发,对型钢再生混凝土柱轴压比限值进行理论推导;结合试验数据及试件延性分析,提出型钢再生混凝土柱在不同抗震等级下的轴压比限值,以供工程设计参考。     

适用于型钢高强高性能混凝土柱的地震损伤模型

为了较好地分析型钢高强高性能混凝土柱在地震荷载作用下的损伤破坏机理,通过对现有几种地震损伤模型的分析比较,并结合低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土柱的滞回特性,建立以最大变形处卸载刚度的退化和累积的残余塑性变形为破坏参数的地震损伤模型,并结合已有的试验结果对损伤模型进行了非线性回归分析,确定模型中相关参数。同时分析剪跨比、混凝土强度、轴压比对型钢高强高性能混凝土柱损伤累积和发展的影响,结果表明,在加载后期,随着混凝土强度和轴压比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的损伤发展加快;而随着剪跨比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的延性提高,损伤进程相对平缓。     

水平荷载作用下型钢再生混凝土柱受力性能非线性分析

结合低周反复荷载作用下型钢再生混凝土柱抗震性能试验,在已有的再生混凝土本构关系模型和结构非线性分析理论的基础上,采用ABAQUS有限元软件对型钢再生混凝土柱在水平荷载作用下的受力性能进行了非线性分析,获取了型钢再生混凝土柱应力分布云图和荷载-位移骨架曲线,研究了型钢再生混凝土柱的应力分布规律,主要分析了再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率对型钢再生混凝土柱受力性能的影响。研究结果表明,再生粗骨料取代率对型钢再生混凝土柱的承载力及延性变形影响较小;随着轴压比的增大,型钢再生混凝土柱的延性变形降低幅度较大;提高体积配箍率对该柱的受力性能是有利的,合理设计的型钢再生混凝土柱可应用于实际工程中。     

基于OpenSees的型钢再生混凝土短柱抗剪性能数值模拟

为研究型钢再生混凝土短柱的抗剪性能,推广再生混凝土结构的工程应用,基于OpenSees软件,采用弯剪相互作用的位移型梁柱单元并利用纤维截面建模,对8根型钢再生混凝土短柱在低周反复荷载作用下的抗剪性能进行数值模拟。对比分析再生粗骨料取代率、轴压比以及体积配箍率的变化对型钢再生混凝土短柱抗剪性能的影响规律。结果表明:再生粗骨料取代率为100%的型钢再生混凝土短柱与普通型钢混凝土短柱的抗剪性能接近;轴压比和体积配箍率对型钢再生混凝土短柱的抗剪性能有较大影响;基于OpenSees软件能够模拟型钢再生混凝土短柱在压、弯、剪共同作用下的非线性反应。     

低周反复荷载下型钢再生混凝土长柱非线性数值模拟分析

型钢再生混凝土结构可以将建筑垃圾重新利用,并提高构件的强度和耗能能力。采用开源的地震工程模拟系统OpenSees对7个型钢再生混凝土长柱试件进行全过程非线性数值模拟,分析了在不同再生混凝土取代率、轴压比和体积配箍率下型钢再生混凝土长柱的承载力、延性和耗能能力。在建模过程中,采用纤维模型对型钢再生混凝土柱截面进行细致划分,并对不同截面赋予相应的材料属性,同时结合非线性梁柱单元来完成型钢再生混凝土柱的数值模拟。与试验的对比分析表明,OpenSees能够有效地模拟型钢再生混凝土长柱的受力和变形全过程。     

板壁式型钢混凝土柱的拟静力试验研究

为研究板壁式型钢混凝土柱在低周反复荷载下的破坏性能,本文以长细比和轴压比为主要变化参数,对3个试件模型进行低周反复加载试验,重点研究了不同长细比和轴压比下板壁式型钢混凝土柱的破坏过程和破坏形态、试件应变情况、延性,并提出了板壁式型钢混凝土柱的水平极限承载力计算公式。     

型钢再生混凝土组合柱轴压比限值研究

在17个型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,结合型钢再生混凝土组合柱试验位移延性系数和极限角变形,给出了满足型钢再生混凝土组合柱抗震延性要求的轴压比限值。采用大小偏心受压界限破坏理论推导了发生弯曲破坏时型钢再生混凝土组合柱的标准轴压比计算公式。在此基础上,结合抗震等级的要求,考虑体积配箍率、剪跨比对型钢再生混凝土组合柱抗震性能的影响,最终提出了不同剪跨比、不同配箍率以及不同抗震等级下型钢再生混凝土组合柱的轴压比限值。研究结果可为型钢再生混凝土组合柱的抗震设计提供参考依据。     

型钢高强混凝土柱轴压比限值分析

轴压比是影响柱抗震性能的一个主要因素,随着轴压比的增大,柱的抗震性能越来越差。从型钢混凝土柱正截面大、小偏心界限破坏时力的平衡条件出发,推导了型钢高强混凝土柱发生延性破坏的轴压力限值,并提出了其在不同抗震等级下轴压比限值,该限值可为型钢高强混凝土柱的抗震设计提供参考依据。     

带T形钢翼缘的核心钢管混凝土组合柱轴压比限值研究

为了充分发挥带T形钢翼缘的核心钢管混凝土组合柱(T-CFST柱)的变形性能,保证柱在地震作用下能满足延性需求,通过理论推导和数值模拟,对T-CFST柱的延性和轴压比限值进行研究。基于大小偏心受压界限破坏建立了T-CFST柱的标准轴压比和设计轴压比计算公式,同时基于ABAQUS软件建立了T-CFST柱的精细化有限元模型,在验证有限元模型准确性的基础上,研究了高轴压比下不同影响因素对组合柱延性的影响,建议了不同含钢率、型钢强度、混凝土强度下组合柱的设计轴压比限值。结果表明：T-CFST柱延性随混凝土强度降低、截面含钢率降低、型钢强度提高、体积配箍率提高而提高;即使在较大轴压比时,柱的延性依然较好,T-CFST柱的轴压比限值在计算的基础上有所提高。     

内置型钢的圆钢管混凝土构件轴压承载力计算方法

为适应现代结构不断向高耸、重载、大跨等方向发展的趋势,将内置型钢钢管混凝土应用于柱结构设计中.采用ABAQUS有限元软件建立内置型钢圆钢管混凝土轴压短柱受力全过程分析的数值模型,对已有的内置型钢钢管混凝土轴压构件承载力的试验数据进行计算和验证.分析了该类构件在轴压作用下的应力-应变全过程曲线、截面应力分布及各部件之间的...     

型钢-方钢管混凝土轴压短柱非线性分析

采用ABAQUS有限元软件对型钢-方钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形曲线进行了有限元分析,探讨了型钢-方钢管混凝土轴压短柱、等截面普通方钢管混凝土轴压短柱、等截面且等体积含钢率的型钢-圆钢管混凝土轴压短柱的内力变化情况。分析结果表明:三种短柱中型钢-圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力最大且延性最好;与等截面普通方钢管混凝土轴压短柱相比,型钢-方钢管混凝土轴压短柱中核心混凝土纵向应力有所增长,钢管屈服后纵向应力降低速率、环向应力增加速率减缓,钢管对核心混凝土的约束作用减小;与等截面且等体积含钢率的型钢-圆钢管混凝土轴压短柱相比,型钢-方钢管混凝土轴压短柱角部端点的约束效果最明显,钢管中点的约束效果最弱,型钢-圆钢管对核心混凝土的整体约束最强,型钢屈服后纵向应力略低于其屈服强度,且型钢的翼缘部分抗压强度比腹板部分的抗压强度高;等型钢含量情况下,随着翼缘长度b与腹板高度h比值的增大,轴压短柱的极限承载力越来越低,当b/h=0,即十字形钢骨-方钢管混凝土轴压短柱承载力最高;等体积含钢率下,普通方钢管混凝土柱轴压短柱承载力最低,随着型钢截面面积As与方钢管截面面积At的比值的增大,轴压短柱的极限承载力先增后降,当As/At≈0.8时,承载力达到最大值。     

型钢活性粉末混凝土柱轴压性能研究

通过3根型钢活性粉末混凝土柱的轴压试验,研究型钢活性粉末混凝土柱在不同活性粉末混凝土强度等级下的轴压力学性能及其破坏特征。试验结果表明:型钢与活性粉末混凝土具有良好的协同工作能力;柱的极限承载力随着活性粉末混凝土力学性能等级的提高而提高;柱的最终破坏形态均以柱端部劈裂破坏为主。采用有限元分析软件ABAQUS对型钢活性粉末混凝土柱进行分析,有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

核心型钢混凝土组合结构体系应用前瞻

主要介绍了核心型钢混凝土组合结构体系在高层住宅建筑中的应用前景和性能优势,分析了核心型钢混凝土组合结构体系在国内外的研究现状,并探讨了核心型钢混凝土组合结构目前存在的主要问题.对21个不同配钢形式的核心型钢混凝土柱试件进行截面非线性分析.分析结果表明,各种形式核心配钢均能有效提高柱截面在较高轴压比下的曲率延性系数.介绍了2个核心型钢混凝土组合结构工程实例.在综合分析基础上,提出了核心型钢混凝土组合结构体系的抗震设计建议和深入研究思路.     

型钢区域约束混凝土柱抗震性能试验研究

对4个型钢区域约束混凝土(SRCC)柱、1个普通井字箍约束混凝土(NCC)柱及1个钢筋区域约束混凝土(RCC)柱进行拟静力往复荷载对比试验,其中型钢区域约束混凝土柱设计轴压比分别为1.1,1.3及1.6,普通井字箍约束混凝土柱及钢筋区域约束混凝土柱设计轴压比为1.1,而型钢区域约束混凝土柱在1.1轴压比时,分别设置两种不同间距(70,90mm)的箍筋。对各试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能性能进行分析。结果表明型钢区域约束混凝土柱受力均匀,能有效抑制贯通斜裂缝的发生,避免脆性的剪切破坏;在相同轴压比下,箍筋间距的增大使型钢区域约束混凝土柱的抗震性能降低;随轴压比的提高,型钢区域约束混凝土柱的抗剪承载力、延性、变形能力和耗能能力均增强,且明显高于普通井字箍约束混凝土柱和钢筋区域约束混凝土柱;型钢区域约束混凝土柱在高轴压比下具有良好的力学性能和抗震性能,宜加以广泛推广使用。     

型钢混凝土异形柱框架地震反应特性研究

论文采用有限元软件ANSYS分别建立了三组对比模型。计算分析了钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有型钢相同含钢率的型钢混凝土矩形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有等形心轴惯性矩的钢筋混凝土矩形柱、钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架。研究了对比模型在水平地震作用下的振动反应特性。得出型钢混凝土异形框架柱的扭矩和层间位移都较小;具有等形心轴惯性矩的钢筋混凝土矩形柱、钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架三种结构的框架柱扭矩和层间位移非常接近,具有相似的振动反应特性。     

钢-混凝土组合柱变形能力及轴压比限值研究

通过分析收集到的84根弯曲破坏型钢混凝土柱和96根矩形钢管混凝土柱的拟静力试验数据,得到了其极限位移角。分析了影响型钢混凝土柱与矩形钢管混凝土柱极限位移角的主要参数,拟合了两类柱子的极限位移角计算公式。基于钢-混凝土组合柱变形能力一致的原则,得到了型钢混凝土柱在不同轴压比下的最小配箍特征值要求以及不同抗震等级的矩形钢管混凝土柱的轴压比限值,为《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)的进一步修正提供参考。