矩形钢管混凝土在华敏帝豪大厦中的应用研究

华敏帝豪大厦塔楼结构方案在综合考虑结构抗震性能、建筑功能及经济性后,外围框架柱和转换斜撑采用矩形钢管混凝土构件。介绍了矩形钢管混凝土结构的计算、构造和节点,着重阐述了钢管混凝土斜撑转换构件的设计和构造,并用有限元程序ANSYS对重要节点进行分析。工程实践表明,矩形钢管混凝土结构承载力高、抗震性能好,可显著减小柱断面,与钢框架梁连接方便。最后介绍了矩形钢管混凝土施工中的重要问题。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土不等宽T型节点应力集中系数分析

为研究开孔钢板连接件（PBL）加劲型矩形钢管混凝土T型节点的疲劳性能,进行了T型节点支管受拉、面内受弯及面外受弯的应力集中系数分析。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为矩形钢管、矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土,支管为方钢管的T型节点受拉试件,并采用ABAQUS软件对其进行非线性有限元分析,其中主管钢管宽厚比为27,支主管宽度比为0.4。通过非线性有限元数值模拟,分析热点可能出现位置,并采用二次外推法计算得到支主管的应力集中系数。结果表明:PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点出现位置与矩形钢管节点和矩形钢管混凝土节点一致;与矩形钢管混凝土节点相比,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的应力集中系数显著降低,抗疲劳性能明显提高。     

设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压性能分析

采用有限元软件ABAQUS,对不考虑钢管壁与核心混凝土的粘结,只设置传力构件的矩形钢管混凝土轴压柱进行研究分析。分析核心混凝土及钢管壁的轴力-竖向位移曲线,得出设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴力-竖向位移曲线及混凝土工作承担系数。通过对轴压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱性能的研究分析,验证了可采用CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》的相关规定对设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的轴压承载力进行计算。     

矩形钢管混凝土桁架设计

根据国内外矩形钢管和矩形钢管混凝土结构规范、规程和有关研究成果 ,提出了矩形钢管混凝土桁架设计的构造要求、桁架杆件和节点设计与计算方法 ,可供工程技术人员设计时参考 ,并为我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》的编制提供了参考依据     

混凝土本构模型在矩形钢管混凝土模拟中的对比

总结了韩林海,Schneider,Ellobody三种核心混凝土本构模型,应用ABAQUS软件对4组矩形钢管混凝土轴压试件进行了模拟,并将各模型的模拟结果与试验结果对比,得出韩林海模型较其他模型能更好的适用于对矩形钢管混凝土结构的有限元分析的结论。     

往复荷载作用下矩形钢管混凝土构件力学性能的研究

以往 ,国内外学者对矩形钢管混凝土构件滞回性能的研究尚少见报道。本文以矩形钢管混凝土构件截面高宽比和轴压比为主要参数 ,进行了 3 0个构件滞回性能的实验研究。利用数值方法分析了矩形钢管混凝土构件的滞回性能 ,理论计算结果与实验结果吻合较好。利用数值方法 ,系统分析和考察了轴压比、长细比、含钢率、截面高宽比、钢材屈服强度和混凝土强度等参数对滞回曲线骨架线的影响规律 ,在此基础上 ,提出了矩形钢管混凝土构件弯矩 -曲率和P -Δ滞回关系模型 ,以及位移延性系数的简化计算方法。     

基于壁板屈曲后强度的矩形钢管混凝土偏压承载力计算方法

为了准确计算大宽厚比矩形钢管混凝土短柱偏压承载力,通过有限元方法对非均匀受压单侧约束平板的屈曲性能进行了研究,给出了该类板件的弹性屈曲系数计算公式。以此为基础,结合有效宽度法,提出了基于壁板屈曲后强度的矩形钢管混凝土偏压承载力计算方法。为验证所提计算方法的准确性,建立了大宽厚比钢管混凝土短柱偏压试验数据库,并将该计算方法与各规范的计算方法进行了对比。结果表明:提出的两种大宽厚比矩形钢管混凝土偏压承载力计算方法具有较高的计算精度,计算结果与试验结果吻合良好,其中方法二能够准确地评估构件的偏压承载力,可用于大宽厚比矩形钢管混凝土短柱偏压承载力计算中。     

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。     

矩形钢管混凝土双向偏压构件计算方法

在纤维模型法的基础上建立了能够考虑双向偏压构件截面变形轴扭转的计算矩形钢管混凝土双向偏压构件承载力和变形的方法。根据本文的计算方法编制了非线性分析程序,程序计算结果跟试验结果进行了对比,吻合良好。试验结果跟欧洲规范4和国内的矩形钢管混凝土结构技术规程进行了对比,对比结果表明由两种规范计算矩形钢管混凝土双向偏压构件的轴向承载力（Nu）偏高于试验结果。     

考虑局部屈曲的矩形钢管混凝土轴压承载力计算方法

基于已有的试验研究与理论分析,给出了矩形钢管混凝土中钢管不出现局部屈曲时的最大宽厚比限值,同时提出大宽厚比下矩形钢管混凝土中考虑钢管屈曲的承载力计算方法。通过回归分析给出了矩形钢管混凝土轴压短柱、轴压中长柱的承载力简化计算公式,简化计算结果和大量试验结果进行对比,用试验结果验证了简化计算结果的正确性。同时,采用CECS、DBJ、EC4、LFRD及AIJ规程计算了矩形钢管混凝土承载力并和试验结果进行对比,对比结果表明:欧洲EC4规程、DBJ规程及简化计算结果与试验结果较为接近,所提出的简化计算公式不仅适用于普通宽厚比下矩形钢管混凝土承载力计算,且适用于大宽厚比下考虑局部屈曲时承载力计算,实现了普通壁厚和薄壁矩形钢管混凝土承载力计算公式的统一。