矩形钢管混凝土框架的塑性铰长度研究

为了研究矩形钢管混凝土框架的抗震性能和塑性铰长度,对四榀由方钢管混凝土柱-矩形钢管混凝土梁组成的单层单跨钢管混凝土框架结构进行了拟静力试验研究和非线性有限元分析,得到了该类框架的破坏模式、框架梁柱塑性铰的长度范围及其发生规律。研究结果表明:所有矩形钢管混凝土框架均表现出"强柱弱梁"的破坏机制,滞回曲线为较饱满的梭形,具有良好的延性性能;梁、柱端塑性铰中心出现在距离环板和加劲肋h/4~h/2的位置,塑性铰长度约为100mm。对试验研究、理论分析和数值模拟得到的塑性铰长度进行了对比,结果吻合较好,说明选用的塑性铰长度计算方法适用于矩形钢管混凝土框架。     

钢管再生混凝土柱塑性铰长度试验研究

为研究钢管再生混凝土柱的塑性铰长度,以再生粗骨料取代率、长细比、轴压比和含钢率为变化参数,对10个圆钢管再生混凝土柱和6个方钢管再生混凝土柱试件进行拟静力试验。根据试件的破坏形态、滞回曲线,并基于等效塑性铰理论,提出压弯状态下圆钢管再生混凝土柱和方钢管再生混凝土柱的等效塑性铰长度计算公式。研究结果表明:钢管再生混凝土柱破坏形态与普通钢管混凝土柱相似,钢管底部鼓曲破坏,底部的核心再生混凝土被压碎;钢管再生混凝土柱滞回曲线比较饱满,其形状从梭形发展到弓形,当再生粗骨料的取代率分别为0%,30%,70%,100%时,试件的滞回曲线受其影响不大;圆钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的0.45~0.95倍,方钢管再生混凝土柱等效塑性铰长度是其截面高度的0.65~0.75倍。     

矩形截面混凝土空心墩塑性铰长度分析

在延性抗震设计中,等效塑性铰长度直接影响到桥墩位移能力的估算,其计算的准确性对于桥墩抗震性能的评估至关重要。现有规范中等效塑性铰长度公式大多是由实心墩试验得到的,鉴于空心墩与实心墩的性能差异,这些公式对空心墩的适用性尚有待深入研究。通过7个不同设计参数的矩形截面空心墩拟静力试验,观测并分析不同构件塑性铰区损伤演化及变化趋势,研究剪跨比、纵筋率、配箍率对墩底塑性铰分布形态的影响。基于国内外等效塑性铰长度计算公式与试验结果的对比分析,发现：塑性铰长度随墩身计算长度的增大而增大,配箍率、纵筋配筋率对其有一定影响;在现有规范及文献中,Telemachos、Eurocode8、高振世的塑性铰长度计算值与实测值较为接近,适于估算矩形空心墩的塑性变形能力。     

钢骨-钢管混凝土柱的塑性铰长度研究

为了研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能和塑性铰长度,以轴压比和含骨率为变化参数,对4个钢骨-钢管混凝土柱试件进行拟静力试验,得到了该类型柱的破坏模式及其塑性铰的长度范围。研究结果表明:该类型柱在高轴压比下的滞回曲线仍呈稳定丰满的梭形,具有较好的延性性能;等效塑性铰长度是其截面高度的0.85~0.92倍。并对试验研究和理论分析得到的塑性铰长度进行了对比,结果吻合较好。     

钢骨混凝土框架节点塑性铰研究

针对按常规设计的钢骨混凝土框架节点在受力性能试验中大变形阶段出现节点核心区破坏的情况,提出采用狗骨节点的方法,将塑性铰位置控制在梁端,保护节点核心区,为实际工程应用提供了技术支持。     

钢骨混凝土框架节点塑性铰研究

针对按常规设计的钢骨混凝土框架节点在受力性能试验中大变形阶段出现节点核心区破坏的情况,提出来引入狗骨节点的方法,将塑性铰位置控制在梁端,保护节点核心区。     

矩形钢管混凝土框架节点的拟静力试验研究

完成了四个矩形钢管混凝土框架节点(外加强环)模型的拟静力试验。研究表明:矩形钢管混凝土框架节点滞回曲线饱满,耗能能力强;达到极限荷载后具有良好的延性和稳定的后期承载能力,位移延性系数在3.5~4.76之间,满足延性节点的要求,具有较好的受力性能和抗震能力。梁柱线刚度比较大的试件具有较高的承载力和弹性阶段刚度,增大轴压比对试件的弹性刚度影响不大,但随着轴压比的增加,试件的后期变形能力有减小的趋势。     

动荷载作用于钢管混凝土构件形成塑性铰的研究

钢管混凝土构件在侧向动荷载作用下产生塑性变形,从而使能量消耗在塑性铰中.利用有限元程序ANSYS/DYNA,验证了模型的正确性,分析并拓延了塑性铰的有关性质,以便在抗震设计中加以有效利用.     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度计算模型研究

钢筋混凝土剪力墙塑性铰长度对剪力墙延性和耗能能力有重要影响,而已有的剪力墙塑性铰长度计算模型给出的主要影响因素各有不同。为了准确确定剪力墙塑性铰长度的主要影响因素,选取88片不同配筋参数下剪力墙的分析模型,用有限元分析软件ABAQUS系统地分析不同剪跨比、轴压比和配筋率对塑性铰长度的影响,进而用MATLAB软件回归分析单一因素对塑性铰长度影响,在此基础上,进一步拟合提出了多参数综合影响下的塑性铰长度计算模型。与已有的剪力墙试验数据进行对比,拟合的模型计算所得的极限位移相对误差在15%以下,计算结果与试验结果吻合良好。     

塑性铰长度经验公式的比较研究

总结了国内外学者们提出的受弯构件和压弯构件塑性铰长度经验公式,用收集到的试验数据比较了这些经验公式本身的取值规律,比较了几个压弯构件塑性铰长度经验公式和常用公式用于构件延性计算时的取值规律,以便为使用者提供参考。     

矩形钢管混凝土截面温度场的试验研究

分别在日照和阴凉条件下对一个矩形钢管混凝土试件进行截面温度场连续的试验观测,并结合有限元方法,在实测温度数据基础上分析矩形钢管混凝土截面温度场的分布规律。结果表明:截面温度场在时间和空间上的非线性分布明显;测点越靠近截面中心点,温度越低且变化越缓和;截面温度场在日照作用下比阴凉条件下整体偏高;日照作用下截面靠近管壁点与中间点最大温差为5.2℃,阴凉处最大温差为3.2℃;靠近管壁点的最高温、最低温和最大温差均比中间点和气温高,其变化趋势与中间点和气温相近;有限元计算结果与实测结果相符。     

薄壁矩形钢管混凝土梁柱节点试验研究

钢管混凝土结构因其诸多的优越性得到越来越多的应用。对薄壁矩形钢管混凝土两种形式梁柱节点的试验研究和分析表明,这些节点具有良好的力学性能,完全可以在多层建筑中使用。     

矩形钢管混凝土框架结构受力性能试验研究

以两榀单跨两层全矩形钢管混凝土框架结构为研究对象,通过拟静力试验,考虑柱截面含钢率的影响,研究分析了全矩形钢管混凝土结构在反复低周荷载作用下的破坏特征,承载能力,滞回曲线,变形能力,耗能能力以及强度、刚度退化性能;并分析了柱截面含钢率对结构受力性能及抗震性能的影响规律;同时将结构的各特征指标与钢筋混凝土框架结构和钢结构框架的对应特征指标进行对比分析。结果表明:在低周反复荷载作用下,矩形钢管混凝土框架结构承载力高,滞回曲线饱满,延性系数为5.56～6.80,有较好的变形能力和稳定的后期承载力,呈梁铰破坏机构,可初步判断该种结构具有良好的受力性能和较高的抗震能力;并且在同等条件下,钢管混凝土框架结构的受力性能和抗震性能明显优于钢筋混凝土框架和钢框架结构,有进一步研究的价值。     

矩形钢管混凝土桁架受压弦杆的计算长度

桁架受压弦杆受到相邻杆件的约束,其计算长度不能直接按两端铰接或两端固定杆件来取值。基于合理的假定,考虑相邻节间弦杆内力比对矩形钢管混凝土桁架受压弦杆计算长度的影响,推导出矩形钢管混凝土桁架受压弦杆屈曲的特征方程,给出相应的计算长度系数,并对不同截面的矩形钢管桁架受压弦杆进行了有限元计算。结果表明,采用计算长度系数的计算结果与有限元计算结果吻合较好,相邻弦杆的内力比对受压弦杆的计算长度影响明显,考虑相邻弦杆的内力比对计算长度的影响后,受压弦杆的计算长度系数有所减小。最后给出了便于工程应用的受压弦杆计算长度系数简化计算公式。     

矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的破坏特征和抗震性能, 进行了5个中节点、2个边节点和2个角节点的低周反复加载试验。观察了节点的受力过程及破坏形态, 分析了试件的荷载-位移滞回曲线、承载能力、强度和刚度退化、层间位移角和延性以及耗能能力等力学特性。结果表明: 矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的典型破坏形态是节点域腹板的剪切破坏、节点核心区腹板与柱翼缘连接的竖向焊缝断裂; 试件滞回曲线饱满,层间位移延性系数介于1.44~2.74,弹塑性极限层间位移角约为1/43~1/21;等效黏滞阻尼系数介于0.227~0.316,表明节点域的变形和耗能能力较强。当柱截面肢高肢厚比为3、4时,破坏时节点核心区的剪切角约为0.01~0.03;当柱截面肢高肢厚比为2时,破坏时节点核心区的剪切角约为0.08~0.10。     

方钢管混凝土柱框架试验研究

将钢管混凝土柱应用于IMS体系，并建立了—1： 3缩尺比例的细石混凝土框架模型，通过振动台试验，得出了其小震下的抗震能力。     

圆形钢筋混凝土桥墩等效塑性铰长度

基于桥墩极限位移三分量模型,从弯曲、剪切和纵筋滑移变形等三方面分析了桥墩塑性铰长度的主要影响参数;通过40个圆形钢筋混凝土桥墩试验数据的分析,建议了桥墩塑性铰长度的理论公式及经验公式;并对建议及各规范的塑性铰长度公式进行了模型桥墩、足尺桥墩和实桥桥墩的验证。结果表明：钢筋混凝土桥墩塑性铰长度主要随墩高、截面高度、材料特性参数（fydb/fc′）及纵筋率的增大而增大,与轴压比、配箍率等关系不大;与试验结果相比,就平均意义而言,各国规范塑性铰长度计算结果偏于安全,但均有较大的离散性,日本JRA规范最为保守,中国《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01—2008）较美国Caltrans规范及欧洲Eurocode8规范保守;建议的塑性铰长度理论公式与日本JRA规范相当,建议的塑性铰长度经验公式在平均意义上与美国Caltrans规范及欧洲Eurocode8规范一致,但具有较小的变异系数和较高的保证率,优于其他公式。     

CFRP钢筋混凝土梁塑性铰长度计算

基于CFRP加固后的钢筋混凝土梁的受力性能和塑性铰理论,利用现有文献关于普通钢筋混凝土结构的塑性铰计算公式,从而推导出适用于CFRP加固钢筋混凝土梁的塑性铰长度计算的公式,并利用有限元建模分析,验证了计算公式的准确性。     

超声波测试矩形钢管混凝土密实度的试验研究

自制模拟现场钢管混凝土缺陷模型,采用超声波对测法测试不同脱黏状态钢管混凝土模型的密实度,对比分析了超声波参数变化与钢管混凝土缺陷之间的关系,找出了能够准确判断钢管混凝土缺陷的方法与规律。结果表明,依据超声波首波相位、声时值和波幅的变化,可以判断钢管混凝土脱黏区域、空洞和断层等缺陷。     

矩形钢管高性能混凝土偏压构件承载力试验研究

随着高性能混凝土在实际工程中的不断推广应用,钢管高性能混凝土的力学性能也已引起工程界的广泛关注。以长细比和偏心率为变化参数,共进行了6个矩形钢管高性能混凝土偏心受压构件的试验研究。结果表明,钢管高性能混凝土试件在加载过程中表现出一定的脆性。利用纤维模型法计算了试验构件的极限承载力。最后,利用已有规程中规定的构件承载力计算公式验算了试验结果,二者基本吻合。