方钢管混凝土柱-型钢梁节点的力学性能

方钢管混凝土柱-型钢梁节点区在地震作用下易发生脆性断裂,进而导致结构破坏,型钢梁良好的耗能能力并未得到充分发挥。在考虑结构累积损伤的方钢管混凝土柱-型钢梁框架结构抗震性能评估中,型钢梁是结构耗散地震能量的主要构件,节点耗能能力对结构损伤评估影响显著。本文对比分析了不同节点区构造形式的方钢管混凝土柱-型钢梁节点的力学性能。     

震损后圆钢管混凝土柱耐火性能有限元分析

为研究圆钢管混凝土柱经历地震损伤后的耐火性能,选取了合理的地震损伤指数及材料本构模型,采用有限元分析软件ABAQUS,对钢管混凝土柱在往复荷载和火灾等不同工况下的试验进行了数值模拟验证。在验证模型可靠性的基础上,利用ABAQUS中的数据传递功能,建立了震损后圆钢管混凝土柱耐火极限有限元计算模型。以圆钢管混凝土典型轴心受压柱为分析对象,对其先后经历地震和火灾作用下的破坏形态、损伤机理进行了分析,研究了损伤指数对圆钢管混凝土柱震后耐火极限的影响。结果表明:震损后圆钢管混凝土柱在高温下的破坏形态是在前期地震损伤基础上的发展和蔓延;地震损伤指数是影响圆钢管混凝土柱震后耐火极限的重要参数,随着地震损伤指数增大,圆钢管混凝土柱的耐火极限有所减小。     

Finite element analysis of concrete-filled circular steel tubular columns subjected to post-earthquake fire

为研究圆钢管混凝土柱经历地震损伤后的耐火性能,选取了合理的地震损伤指数及材料本构模型,采用有限元分析软件ABAQUS,对钢管混凝土柱在往复荷载和火灾等不同工况下的试验进行了数值模拟验证。在验证模型可靠性的基础上,利用ABAQUS中的数据传递功能,建立了震损后圆钢管混凝土柱耐火极限有限元计算模型。以圆钢管混凝土典型轴心受压柱为分析对象,对其先后经历地震和火灾作用下的破坏形态、损伤机理进行了分析,研究了损伤指数对圆钢管混凝土柱震后耐火极限的影响。结果表明：震损后圆钢管混凝土柱在高温下的破坏形态是在前期地震损伤基础上的发展和蔓延;地震损伤指数是影响圆钢管混凝土柱震后耐火极限的重要参数,随着地震损伤指数增大,圆钢管混凝土柱的耐火极限有所减小。     

超大型双曲线冷却塔振动台试验研究

为了研究超大型双曲线冷却塔的抗震性能,以1/35缩尺加工微粒混凝土全塔试验模型,进行振动台试验研究,介绍了模型在不同地震动作用下的位移反应以及斜支柱等的破坏情况。基于SAP2000进行了试验模型的弹塑性数值分析,并结合试验结果对冷却塔结构在地震作用下的致灾机理进行了研究。结果表明:双曲线冷却塔模型地震作用下壳体部分呈现整体运动的特征,一字斜支柱柱底是结构的首要薄弱部位,地震波频谱特性对其地震响应影响较大,应尽量避免在软弱场地下建造大型冷却塔。     

方钢管混凝土柱-钢梁含错层节点框架损伤演化过程分析

为研究方钢管混凝土柱-钢梁含错层节点框架在地震作用下的损伤演化过程,基于1榀方钢管混凝土柱-钢梁含错层节点框架的低周往复加载试验,采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立数值模型,通过量化框架柱、框架梁、框架节点、楼层及整体框架结构的损伤程度得到各层次的损伤演化曲线,确定了结构不同破坏程度的损伤界限,并结合应力云图分析...     

某高层复杂结构常规单元模型与多尺度模型弹塑性时程对比分析

某钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土核心筒结构位于7度抗震设防区域,钢管混凝土叠合柱与钢筋混凝土框架梁采用环梁节点连接,地上结构43层,高度为198.9 m。为研究该超限复杂结构的抗震性能,并探究多尺模型的建模方法,首先采用数值模拟软件ABAQUS建立结构常规单元模型,之后针对钢管混凝土叠合柱环梁节点建立精细单元模型,将其植入到整体结构模型中完成多尺度模型建模。对两种模型进行7度罕遇地震作用下弹塑性时程分析,结果表明采用多尺度模型可同时获得整体结构在动力作用下的响应以及环梁节点在地震下的细观损伤,证明了多尺度模型建模方法的正确性,也为实际工程应用多尺度模拟技术提供了借鉴。     

基于能力谱方法的超大型冷却塔抗震性能研究北大核心

基于Open Sees平台,以某电厂超大型冷却塔为背景,建立结构空间有限元分析模型,分别按只考虑倾覆振型与考虑多阶振型组合,进行了基于能力谱方法的冷却塔地震响应分析,结果表明只考虑倾覆振型的能力谱分析对于冷却塔结构具有较好的精度。进一步对超大型冷却塔在高强度地震作用下的性能演化研究表明塔壳部分计算一般可保持弹性,结构的非线性响应主要发生在支柱上,控制结构的损伤发展、最大承载力以及破坏形态。     

基于能力谱方法的超大型冷却塔抗震性能研究

基于Open Sees平台,以某电厂超大型冷却塔为背景,建立结构空间有限元分析模型,分别按只考虑倾覆振型与考虑多阶振型组合,进行了基于能力谱方法的冷却塔地震响应分析,结果表明只考虑倾覆振型的能力谱分析对于冷却塔结构具有较好的精度。进一步对超大型冷却塔在高强度地震作用下的性能演化研究表明塔壳部分计算一般可保持弹性,结构的非线性响应主要发生在支柱上,控制结构的损伤发展、最大承载力以及破坏形态。     

侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能

给出准静态荷载作用下钢管混凝土柱累积损伤性能研究的试验结果。研究参数有:钢管的径厚比、2种类型的填充物(素混凝土和钢纤维混凝土)。试验第1阶段采用一系列基准试验来确定变幅循环荷载作用下钢管柱的滞后性能,试验第2阶段主要研究恒幅循环荷载作用下荷载大小和循环次数对钢管柱累积损伤的影响,并对试验结果进行了总结。研究表明,钢纤维混凝土填充的钢管混凝土柱与素混凝土填充的钢管混凝土柱相比,其延性和能量吸收能力显著增加,损伤指数降低。给出预测填充柱累积损伤指数的简单公式,该指数可以对新的和已有的填充柱进行地震安全评估。     

采用不同中柱的单层地铁地下车站结构抗震性能对比研究

针对地铁地下车站结构中柱这一抗震薄弱构件,分别采用方形钢筋混凝土柱、圆形钢筋混凝土柱,以及本文新提出的带快速连接装置的预制钢管混凝土柱,建立了土–地下结构非线性静动力耦合相互作用的三维有限元分析模型,对比分析了采用不同中柱设计对车站主体结构地震反应特性的影响规律。结果表明:与方形中柱相比,等截面惯性矩的圆形中柱在地震中受到的损伤较小,具有更好的抗震性能。采用新提出的带快速连接装置的预制钢管混凝土柱可以有效地保证结构中柱在强地震中不受严重损伤,且具有在震后能快速更换的特点。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点地震损伤模型

以现有方钢管混凝土柱-钢梁节点的拟静力试验结果为基础,通过基于变形和耗能的损伤模型和柔性损伤比模型的对比分析,提出了适用于方钢管混凝土柱-钢梁节点的地震损伤模型。结果表明:所建立的方钢管混凝土柱-钢梁节点的地震损伤模型计算值与试件试验损伤值吻合较好,可为该类节点的地震损伤评估提供参考。     

钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙地震损伤试验研究

为研究钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙的地震损伤规律,设计、制作了4片不同构造形式的剪力墙试件,进行了低周反复加载试验,并分析了试件地震损伤演化过程;对各试件进行基于能量法的地震损伤分析,研究了钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋形式对试件地震损伤的影响。结果表明:钢管混凝土边框和带斜筋柱式配筋的构造组合显著减小了试件地震损伤指数,提高了试件抗震性能,其中柱式配筋形式可以大幅提高试件延性性能,斜筋能够加强试件抗侧刚度,钢管混凝土边框在加载后期可以为试件提供良好的承载力、刚度和变形储备;所建立的地震损伤评定模型,较好地体现了钢管混凝土边框带斜筋柱式配筋剪力墙损伤指数与试验损伤形态之间的关系。     

乌鲁木齐地窝堡国际机场换乘中心隔震设计北大核心CSCD

乌鲁木齐地窝堡国际机场新建航站区工程换乘中心主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系,设置少量剪力墙用于调整结构扭转刚度,屋盖为大跨度单层菱形交叉网格结构体系,由钢管混凝土柱和钢管摇摆柱支撑。设计采用了基础隔震技术和黏滞阻尼减震技术。结构计算分析结果表明:设防地震下减震系数小于0.4,隔震层以上结构的水平地震作用及相关抗震措施可以按降低设防烈度1度设计;隔震设计显著延长了换乘中心结构的自振周期,降低了超长结构的温度效应,减小了结构的扭转效应。     

乌鲁木齐地窝堡国际机场换乘中心隔震设计

乌鲁木齐地窝堡国际机场新建航站区工程换乘中心主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系,设置少量剪力墙用于调整结构扭转刚度,屋盖为大跨度单层菱形交叉网格结构体系,由钢管混凝土柱和钢管摇摆柱支撑。设计采用了基础隔震技术和黏滞阻尼减震技术。结构计算分析结果表明:设防地震下减震系数小于0.4,隔震层以上结构的水平地震作用及相关抗震措施可以按降低设防烈度1度设计;隔震设计显著延长了换乘中心结构的自振周期,降低了超长结构的温度效应,减小了结构的扭转效应。     

震损后方钢管混凝土柱耐火性能试验研究

为研究经历地震损伤后方钢管混凝土柱的耐火性能,通过低周往复加载试验形成不同程度损伤,进行了8根方钢管混凝土柱震损后耐火试验。主要分析了震损程度和轴压比对震损后火灾下柱的截面温度分布、破坏形态、变形以及耐火极限的影响。试验结果表明：对于不同震损程度的钢管混凝土柱,相同位置测点温度无明显差异,震损对钢管和混凝土升温影响不明显;无损伤、轻度损伤和中度损伤钢管混凝土柱在高温下呈现整体弯曲变形,而严重震损钢管混凝土柱变形则主要集中在跨中损伤部位,呈现“折线”变形;震损引起的跨中损伤,导致钢管混凝土柱在高温下较早地出现了侧向位移,加速了其失效,降低了耐火极限;当轴压比为0.29时,轻度、中度和严重损伤钢管混凝土柱耐火极限分别下降至无损伤柱的61%、58.3%和41%,而轴压比为0.46时,轻度损伤对耐火极限无明显影响,严重损伤钢管混凝土柱耐火极限降低为无损伤柱的77%;随着轴压比的增大,震损对耐火极限的影响逐渐减弱。     

罕遇地震下天津湾某塔楼抗震性能分析

天津湾D地块1号塔楼为超限高层结构,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,本文采用ABAQUS软件建立三维整体数值分析模型,采用损伤塑性本构考虑材料的非线性特性,利用显式直接积分方法进行钢管混凝土框架-核心筒超限高层非线性时程分析。分析得到:罕遇地震作用下结构最大层间位移角满足规范要求,结构基底剪力与频遇地震作用下结构基底剪力比值合理,核心筒剪力墙和外框架柱损伤状态满足预定的性能目标要求,连梁塑性发展明显并起到耗能作用。综上所述,该超限高层结构在大震作用下仍能保持良好的承载能力,满足预定抗震性能目标要求。     

钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架振动台试验研究

为了增加轻钢框架结构的应用范围，基于主次结构的理念，提出了以钢管混凝土柱-钢梁-斜撑为主结构并形成主要抗侧力体系，以主要承受自身竖向荷载的轻钢框架为次结构的结构体系，其中轻钢次框架以循环嵌套的方式与主结构相结合。为研究轻钢次框架的结构形式、钢管混凝土柱-钢梁连接节点、次框架采用预制装配式楼板对主次框架结构损伤特征和抗震性能的影响，按7度0.1g设计并制作了2个按1∶3缩尺的6层钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架结构模型。对2个模型分别进行振动台试验，分析了其动力特性和地震响应。试验结果表明：2个缩尺模型在7度0.1g罕遇地震作用下均无明显破坏现象，在8度0.2g极罕遇地震下的最大层间位移角分别达到1/28和1/35,但主要结构构件未出现明显损伤；次框架采用铰接梁柱节点并取消第3层钢柱可明显减小水平地震对次框架受力的影响，且可提高装配率、降低造价；刚性法兰连接节点可确保双向水平地震下钢管混凝土柱端先屈服，能满足连接节点更强的抗震要求；经过构造措施加强的次结构预制楼板与边钢梁有明显的组合空间作用，可对边钢梁扭转形成有效约束。     

钢-混凝土组合框架抗震性能分析

为研究钢-混凝土组合框架在地震作用下动力性能及破坏形式,为钢-混凝土组合框架在地震区的使用提供依据,进行了1/3比例钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁组合框架结构模型振动台试验研究。通过试验,得到不同地震烈度下组合框架结构的动力特性、位移响应、加速度响应。应用SAP2000软件对该结构进行不同烈度地震作用下的弹性时程分析和弹塑性时程分析,得到各水准地震作用下结构动力特性和位移反应,分析结构的地震损伤破坏过程及损伤分布情况。     

通州核心区Ⅱ-05地块超高层结构设计

本工程地下5层,地上42层,为超高层建筑。上部结构采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,外围钢柱通高采用矩形钢管混凝土柱,外框与内筒之间采用钢梁。论文主要介绍了本项目的结构选型、多遇地震反应谱分析、多遇地震时程分析、设防地震作用下的计算分析以及罕遇地震作用下弹塑性动力分析,通过以上计算分析表明,本工程结构体系合理,具备良好的抗震性能。     

钢管混凝土框架—剪力墙结构的地震响应分析

对钢管混凝土柱的高层框架-剪力墙结构进行地震响应计算,从理论上分析了结构的自振特性、罕遇地震作用下各自的地震反应,综合评定了钢管混凝土结构的抗震性能,为该结构的设计提供了参考数据.