新型钢管混凝土柱节点竖向承载力的试验研究

通过钢管混凝土柱节点试验,分析了钢管混凝土柱节点的受力特征与破坏机理,并采用有限元法对节点进行了计算,为钢管混凝土柱的实际工程应用提供参考。     

结构的概念设计与创新

目的 通过运用概念设计的方法，指出了钢管混凝土核心柱、异型钢筋混凝土柱、门式刚架节点在设计上的不足，提出了改善其不足的办法．方法 通过对结构基本概念的阐述。运用简单的力学原理和概念设计的方法，分析了钢管混凝土核心柱、异型钢筋混凝土柱、门式刚架节点的受力状态，指出其受力不合理之处．结果 通过分析表明钢管混凝土核心柱和异型钢筋混凝土柱及门式刚架节点存在着受力不合理之处，影响了结构的发展和使用．结论 在指出钢管混凝土核心柱和异型钢筋混凝土柱及门式刚架节点设计的缺陷后，提出了新的结构形式，经过初步分析，该新形式更为合理，为工程的应用奠定了基础．     

钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造研究综述

为了解决钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造创新不足的问题,以异形柱的发展改进历程为研究背景,指出钢管混凝土异形柱的优势所在.依据增强外钢管对内部混凝土的约束作用和增加柱肢单元内各钢板稳定性2种思想,将钢管混凝土异形柱分为带约束拉杆或加劲肋的钢管混凝土异形柱、多腔式钢管混凝土异形柱、缀材连接的钢管混凝土异形柱4种类型,对异形柱本身构造改进方面的研究进行综述;按传力构件与柱肢钢管的相对位置,将钢管混凝土异形柱的梁柱节点分为传力构件在钢管内部式和传力构件在钢管外部式2种类型,对相关梁柱节点构造创新方面的研究进行综述.同时,剖析了以上两方面研究现状的不足,指出今后钢管混凝土异型柱及其梁柱节点需要进一步深入研究的关键问题.     

实用可靠的钢管混凝土柱环梁节点

介绍了有限元计算和荷载试验中得到的钢管混凝土柱环梁节点的力学性能和破坏形态,归纳了其抗剪环的设计、对钢管混凝土柱承载力的影响、低周反复荷载作用下的性能、在框支梁中的应用和抗弯、抗剪承载力设计方法等研究成果,并探讨了节点计算刚度选择、环梁与钢管间剪力传递机理和环梁内扭转应力分布三个关键问题．     

新型钢——混凝土梁柱组合节点力学性能研究

建立三维有限元模型,分别对钢筋混凝土梁柱节点和新型钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁节点的力学性能进行研究。钢骨采用格构式构造,即采用角钢代替梁中纵向钢筋,用钢量不会增加很多,用薄钢板代替箍筋,角钢可以和混凝土很好的协同工作,节点不采用传统的加强环式连接,而是将其直接穿过柱拉通。结果表明,新型节点可很好传递梁端弯矩和剪力,初始刚度大,且延性好,有很长的屈服平台,屈服后承载力下降不多,抗震性能优越。破坏时柱钢管应力较小,没有出现屈服,柱内核心混凝土大部分处于受压状态,应力较小。节点域和柱变形极小,说明该种节点整体性很好,刚度大。破坏时塑性角外移,避免了节点域的脆性破坏,符合强节点,弱杆件的抗震设计原则。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点形式探讨

方钢管混凝土柱-钢梁节点的结构性能直接影响钢管混凝土结构在住宅建筑工程中的推广和应用，为了使设计人员对方钢管混凝土柱-钢梁节点形式有一个较为全面的了解，本文按铰接、半刚接和刚接三种节点类型分别介绍了目前常用节点的构造型式和受力特点，并简要介绍了刚接节点的研究现状，在此基础上提出了两种新型刚接节点-隔板贯通式节点和外肋环板节点，最后结合工程建设中的实际情况，对方钢管混凝土柱-钢梁节点今后的研究方向提出一些看法和建议。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点研究综述

方钢管混凝土柱--钢梁节点的结构性能直接影响钢管混凝土结构在建筑工程中推广和应用.为使设计人员对方钢管混凝土柱--钢梁节点有一个较为全面的了解,该文综合国内外相关资料,按刚接、半刚接、铰接三种节点类型,分别介绍目前常用节点的构造型式和受力特点,并简要介绍该节点研究现状.最后,对方钢管混凝土柱--钢梁节点的进一步研究工作做了探讨.     

钢管混凝土框支柱与钢筋混凝土框支梁的节点设计建议

钢管混凝土框支柱与钢筋混凝土框支梁的节点设计,是钢管混凝土柱在框支剪力墙结构应用的关键.本文对节点区受力进行了分析,提出了一种受力明确、设计合理的节点形式及其设计建议,解决了钢管混凝土柱在高层建筑框支剪力墙结构中应用的关键问题.     

钢管混凝土柱节点开孔后的抗压性能

通过9根钢管混凝土试件的轴心受压试验,研究在钢管混凝土结构梁柱节点处开孔对钢管混凝土柱的轴压性能的影响及在开孔处设置加强环和加劲肋的增强作用,分析了开孔形状、开孔位置及加强环和加劲肋布置方法等对钢管混凝土柱轴心性能的影响。研究结果表明:所有试件均在端部和靠近加强环处出现钢管局部鼓曲;钢管壁开孔降低了节点处钢管对混凝土的约束刚度,但由于加强环和加劲肋的增强作用,钢管壁开孔对钢管混凝土柱的轴心受压承载力影响不明显。在试验研究的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS对钢管混凝土节点处开孔后的钢管混凝土柱的轴压性能进行研究,分析钢管纵、环向应力及混凝土纵向应力沿钢管混凝土柱的分布特征.     

环梁节点在钢管混凝土框支剪力墙结构的设计

钢管混凝土框支柱与钢筋混凝土框支梁的节点设计，是钢管混凝土柱在框支剪力墙结构应用的关键．对节点区受力进行了分析，针对框支柱及其节点的延性、上部剪力墙及框支梁产生的内力如何传到框支柱上和如何使节点区域的强度大于标准段的强度等问题的解决，提出了一种受力明确、设计合理的节点形式及其设计建议．解决了钢管混凝土柱在高层建筑框支剪力墙结构中应用的关键问题。     

钢骨-钢管混凝土框架结构抗震性能比较

运用SAP2000有限元分析软件对钢骨-钢管混凝土框架结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合8层钢管混凝土框架结构和钢骨-钢管混凝土框架结构工程进行比较。结果表明：不同地震波作用下,钢骨-钢管混凝土框架结构层间位移最大值、顶层的最大层间位移角、水平向加速度峰值及基底剪力最大值均小于钢管混凝土框架结构,其抵抗水平地震作用的能力优于钢管混凝土框架结构,对地震的响应弱于钢管混凝土框架结构,对地震的迟滞作用好于钢管混凝土框架结构。     

异形钢管混凝土轴压短柱的非线性分析

为深入了解L形钢管混凝土柱在轴压荷载作用下的力学性能,以试验为基础,参考常用的方钢管混凝土柱核心混凝土本构关系,提出采用等效约束效应系数ξDB来考虑L形钢管对混凝土的约束作用,利用有限元软件ABAQUS建模对L形钢管混凝土柱轴压时的力学性能进行了非线性分析,给出了有限元计算钢管和核心混凝土本构关系模型、钢管与混凝土间界面模型的确定方法,计算和分析了其荷载-变形关系曲线,计算结果与试验结果吻合较好。典型L形钢管混凝土轴压短荷载-变形关系曲线可以分为3个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和下降段,在此基础上研究了宽厚比、长宽比、钢管屈服强度和混凝土强度对L形钢管混凝土柱承载力提高系数的影响。     

层间柱梁强度比对混合屈服机制钢管混凝土框架结构性能的影响

基于层间柱梁强度比方法,设计出一种允许具有部分柱屈服的整体型屈服机制——混合屈服机制钢管混凝土框架结构.该结构通过设立强度较大的边柱来避免层间屈服破坏,而允许中柱柱端屈服,从而放松中柱的强柱弱梁条件.采用弹塑性动力时程分析方法,比较了梁铰屈服机制和混合屈服机制的两种6层框架结构的地震响应,讨论了允许出铰的中柱柱端塑性变形情况,并分析了混合屈服机制实现的可能性.研究表明,层间柱梁强度比是控制钢管混凝土框架结构整体屈服模式的有效参数,不同的强度比下结构表现出极为不同的性能,因此具有重要意义.     

钢管混凝土框架结构的柱脚延性试验研究

柱端塑性铰是框架结构梁铰破坏机制的一个重要特征。钢管混凝土框架结构极限破坏是由柱端塑性铰导致的。基于低周反复荷载作用下钢管混凝土框架结构抗震性能的模型试验，对钢管混凝土框架结构的柱脚延性进行研究。结果表明：钢管混凝土框架结构在低周水平反复荷载作用下，柱脚处钢管的环向应变屈服是框架柱塑性铰形成的判别标准；柱脚延性系数要大于整体框架的延性系数。     

钢管混凝土框架结构抗震性能分析

通过两榀具有同一外形尺寸及用料的钢管混凝土框架结构在低周往复荷载下的试验研究和理论分析,研究了该种结构的抗震性能;并与钢筋混凝土框架作了比较,得出钢管混凝土框架结构较之钢筋混凝土框架结构有抗震能力强、耗能性能好的优点,值得进一步深入研究和在工程实践中推广应用.     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁框架结构静力弹塑性分析

提出了适用于SAP2000分析设计软件的等效梁端削弱形式,进而对多层和高层削弱梁端的方钢管混凝土框架结构分别在7度、8度多遇和罕遇地震作用下进行了Push-over分析,并对其抗震性能进行了评估。结果表明：对于多层结构,削弱梁端翼缘对结构整体刚度的影响很小,考虑楼板作用模型的刚度大于未考虑楼板作用模型的刚度,在均布荷载水平加载模式作用下模型的底部剪力大于倒三角荷载水平加载模式作用下相应模型的底部剪力;对于高层结构,楼板作用对结构在弹性阶段整体刚度的影响较小,在均布和倒三角水平荷载作用下,考虑楼板作用模型的最大底部剪力比未考虑楼板作用模型的最大底部剪力分别大7％和4．5％;削弱梁端的方钢管混凝土框架结构具有较好的抗震性能。     

有限元法研究钢管混凝土框架的滞回性能

建立了钢管混凝土框架结构的三维非线性有限元分析模型,通过与在低周反复荷载作用下的方钢管混凝土框架结构试验所得的滞回曲线进行对比,可见该模型的计算结果较为精确,可以应用于框架的结构分析中.利用此模型对在低周反复荷载作用下的柱轴压比不同的钢管混凝土框架结构进行有限元分析,对比研究了其滞回曲线和位移延性系数,得出了随着框架柱轴压比的增大,框架延性降低的结论.     

柱长细比对方钢管混凝土框架延性影响的分析

长细比是影响钢管混凝土框架结构延性的重要因素．为研究长细比对方钢管混凝土框架结构延性的影响,建立了方钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析模型,通过与方钢管混凝土框架结构在反复荷载作用下试验所得的滞回曲线进行对比,发现该模型的计算结果较精确,可应用于方钢管混凝土框架的结构分析中．利用此模型对在低周反复荷载作用下柱长细比不同的方钢管混凝土框架结构进行了有限元分析,对比研究了其滞回曲线和位移延性系数,得出了随着柱长细比的增加,方钢管混凝土框架延性降低的结论．