复合钢管混凝土柱变形能力研究

震害表明,高层建筑中轴压比较大的钢筋混凝土柱变形能力较差,为提高柱的变形能力,并改善结构的抗震性能,采用复合钢管混凝土柱是一种有效的方式。本文通过分析钢管混凝土强度提高的机理,对复合钢管约束混凝土的实际套箍系数计算提出建议。基于已有的复合钢管混凝土柱试验,建立了复合钢管混凝土柱的有限元模型,并验证了有限元模型的合理性。在此基础上,对影响复合柱变形能力的主要因素如轴压比、径宽比等进行了参数分析。建立了复合柱屈服位移角和极限曲率的计算公式,通过数据回归分析,得到了相关参数的取值,可用于计算复合柱的屈服位移角和极限位移角,为工程抗震设计提供参考。     

钢管高性能混凝土柱抗震性能试验研究

对 4个钢管高性能混凝土柱和 2个钢筋高性能混凝土柱进行了抗震试验。试验发现 ,钢管径厚比和支座约束等是钢管高性能混凝土柱抗震性能的主要影响因素 ,特别是对钢管高性能混凝土柱的滞回特性、位移延性和极限相对位移的影响明显 ;钢管内埋并配置一定数量的抗剪钢筋是一种有效的支座嵌固 ;在柱截面尺寸及用钢量相同的条件下 ,钢管高性能混凝土柱的抗震性能比钢筋高性能混凝土柱好得多     

高强钢管混凝土核心柱抗震性能神经网络评估

利用人工神经网络的自适应性、容错性、模糊性 ,在高强钢管混凝土核心柱抗震性能试验研究的基础上 ,建立人工神经网络模型 ,对高强钢管混凝土核心柱位移延性进行了学习和预测     

内插钢管混凝土柱抗震性能的试验研究

普通钢筋混凝土柱和内插钢管混凝土的拟动力试验表明,设置内插钢管混凝土柱在大震时具有较好的耗能性能和控制塑性位移发展过快的能力,应用于钢管混凝土柱的转换可使竖向结构得以平缓过渡,改善结构薄弱层的抗震性能。     

装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架抗震性能试验研究

为实现钢管混凝土框架完全装配式施工,提出了装配式复式钢管混凝土柱 钢梁框架结构,该结构包含复式钢管混凝土装配式柱 柱拼接节点和装配式加强块梁柱节点。为研究这些连接形式对复式钢管混凝土框架抗震性能的影响,完成了3榀1∶2缩尺框架模型(包括1榀节点栓焊连接框架、1榀装配式节点框架和1榀柱与节点全装配式框架)的拟静力试验,得到各试件的破坏模式、滞回性能、延性、刚度与承载力退化。3个模型均表现出良好的承载能力和延性,试验模型的最大层间位移角超过4%,位移延性系数大多超过4。结果表明：传统连接复式钢管混凝土框架和采用装配式方案后的框架均具备良好的抗震性能;所提的柱 柱拼接节点性能可靠,对框架的承载力、刚度和延性的影响很小;所提的加强块梁柱节点可有效改善框架的延性,并略提高框架的承载力。     

低周反复荷载作用下L形钢管混凝土柱有限元分析

基于有限元ABAQUS软件建立L形钢管混凝土柱的三维有限元仿真模型,在验证模型有效性的基础上,研究L形钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能,得到其破坏模式及荷载-位移滞回曲线,并对L形钢管混凝土柱的应力分布规律进行探讨。     

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...     

带钢管混凝土延性柱耗能器的底框砌体结构抗震性能分析

为改善普通低剪力墙的抗震性能,提出带钢管混凝土延性柱耗能器的底框砌体结构方案,并与带钢管混凝土耗能低矮剪力墙底框砌体结构以及普通底部框剪砌体结构的抗震性能进行了对比分析,探讨了三者的动力特性、加速度响应、层间位移、层最大位移、基底剪力以及耗能能力。结果表明,带钢管混凝土延性柱耗能器的底框砌体结构的耗能能力明显提高,大约提高了1.25～1.5倍,耗能器可以消耗更多的地震能量,从而保护主体结构免遭严重破坏,提高了建筑物的抗震性能。     

预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能试验研究

预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱是充分利用钢管混凝土叠合柱和预应力钢带约束柱的优点所开发出来的具有良好抗震性能的新型组合柱,为探究钢管约束内部混凝土和预应力钢带约束外部混凝土对柱抗震性能的改善规律,开展4个预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱试件和2个未采用预应力钢带约束的普通钢管混凝土叠合柱试件的拟静力试验,研究预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱在低周反复荷载作用下的破坏机理、破坏形态、滞回性能、位移延性、骨架曲线、耗能性能、刚度退化以及钢带应变变化等受力性能,分析了钢带间距、箍筋布置对预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱具有良好的延性、变形能力和耗能性能,相对普通钢筋混凝土柱和普通钢管混凝土叠合柱具有更加良好的抗震性能。     

错层板柱结构Push-over静力弹塑性模拟分析

错层板柱结构是一种较为新颖的结构形式,为研究其抗震性能,以一典型的错层板柱钢筋混凝土框架结构为原型,通过SAP2000建立了缩尺比例为1∶7的缩尺模型,采用Push-over静力弹塑性分析方法对错层板柱结构的动力反应、破坏过程以及破坏模式进行研究,结果表明：缩尺模型最低的三阶固有频率分别为5.08 Hz、17.01 Hz、21.32 Hz;最大层间位移角出现在第3层;随着侧向力的增大,结构主要经历混凝土开裂、出现第一批塑性铰、出现多个塑性铰等阶段,直至结构成为几何可变体而发生破坏。     

T形钢管混凝土柱-钢梁平面框架抗震性能研究

为研究T形钢管混凝土柱-钢梁框架抗震性能,进行了两榀T形钢管混凝土柱-钢梁平面框架拟静力试验,探讨了柱轴压比对框架滞回性能的影响。试验结果表明,框架在往复荷载作用下均呈理想的梁铰破坏机制;随着水平位移荷载的增大,框架滞回曲线渐趋饱满,最终框架正负向位移延性系数均大于4.0,满足建筑结构抗震延性需求;随着柱轴压比增大,其耗能能力提高,但框架的延性下降。提出了该类框架的简化三折线恢复力模型,可为T形钢管混凝土柱-钢梁框架的深化研究及工程设计提供参考。     

钢管混凝土框架基于性能的抗震设计探讨

基于性能的抗震设计(PBSD)是现代工程抗震理论研究的重要问题。与传统抗震设计方法相比,基于性能的抗震设计可反映具体结构的抗震性能目标。本文在综述基于性能的抗震设计理论的背景、概念、主要内容的基础上,根据钢管混凝土结构的特点,较系统地分析了钢管混凝土框架基于性能的抗震理念和设计方法,讨论了基于位移的抗震设计(DBSD)应用于钢管混凝土结构时的方法和步骤,并对确定该类结构的目标位移和相应的侧移模式进行了初步探讨。采用SAP2000软件建立了某12层钢管混凝土框架模型并进行了静力推覆(pushover)分析,初步评价了地震作用下钢管混凝土框架结构的性能指标。     

三种不同形式异形柱框架Pushover对比分析

针对钢筋混凝土异形柱抗震性能较差的特点,选取三榀异形柱中框架作为研究对象,分别为钢筋混凝土异形柱框架、型钢混凝土异形柱框架和钢管混凝土异形柱框架,采用有限元分析软件OpenSees对三者进行Pushover分析。研究结果表明:型钢混凝土异形柱框架和钢管混凝土异形柱框架较钢筋混凝土异形柱框架在承载能力和位移延性等方面有较大提高,为异形柱结构体系的理论分析和推广应用提供了参考。     

错层板柱结构体系振动台试验与分析

为研究错层板柱结构的抗震性能,对一个缩尺比例为1:7的结构模型进行了振动台试验。试验选取2条天然波和1条人工波,对结构模型的自振频率、结构阻尼比、楼层加速度、楼层位移、构件的应变和楼层剪力进行分析,研究了在不同烈度地震作用下错层板柱结构损伤的发展情况及最终的破坏形态。结果表明:在地震作用下,错层板柱结构柱端和梁端出现裂缝,且随着地震烈度的不断增加,裂缝继续发展,直至柱端出现塑性铰,最终在8度罕遇地震工况下结构发生了整体倒塌; 错层部位的框架柱受力最为复杂,且应变水平较高,在试验过程中破坏最为严重; 随着输入的地震加速度持续增加,主体结构的损伤不断累积,结构自振频率不断降低,结构阻尼比呈增大的趋势; 地震烈度不同时,错层板柱结构加速度响应的峰值沿楼层分布规律差别较大,且随着地震烈度的增加,结构动力放大系数有降低的趋势; 错层板柱结构抗侧刚度较小,在较低烈度的地震作用下结构层间位移角已经不能满足规范要求; 建议在高烈度区域尽量避免采用错层板柱结构。     

基于位移的圆钢管混凝土柱抗震设计方法研究

对基于位移的圆钢管混凝土柱抗震设计方法进行研究:首先对基于性能抗震设计方法的基本概念和原理进行介绍;并给出钢管混凝土柱基于位移抗震设计的一般过程;以解决等效刚度、等效阻尼等设计中的关键问题;最后对圆钢管混凝土柱性能设计进行具体分析,并研究相关参数的影响。结果表明:在通常范围内,第二阶段刚度系数对滞回阻尼的影响不大;随着轴压比的增加,钢管壁厚度增加,柱延性系数增加;随着截面尺寸增加,钢管壁厚度减小,屈服弯矩也减小。     

空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能研究Ⅱ:理论研究

基于前文对空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能的试验和有限元分析,对空心普通和再生钢管混凝土压弯构件的抗震性能进行了理论研究。首先,运用瑞利-利兹法和极限平衡理论等方法对压弯构件在单调荷载作用下的荷载-位移曲线进行了全过程分析。结合有限元参数分析结果,提出了空心普通和再生钢管混凝土压弯构件骨架曲线理论模型和位移延性系数简化计算公式,可为空心钢管混凝土结构工程实践和相关规程的修订提供理论参考。     

钢管约束钢筋混凝土转换短柱抗震性能试验研究

钢管约束钢筋混凝土短柱具有优越的延性和弹塑性层间变形能力,因此在转换柱中应用时可显著提高转换结构的整体抗震性能。对大连中国石油大厦外筒的钢管约束钢筋混凝土转换短柱进行了抗震性能模型试验,模型比例为1∶6。试验中的主要参数为轴压比、剪跨比和对拉钢筋设置。试验结果表明,钢管约束混凝土短柱中,钢管对核心混凝土的有效约束限制了核心混凝土剪切破坏的产生,改变了钢筋混凝土短柱在水平地震作用下的剪切脆性破坏模式。在抗震工程中采用钢管约束钢筋混凝土柱可有效提高钢筋混凝土框架短柱的延性、弹塑性层间变形能力和耗能性能,从而显著提高结构的整体抗震性能。     

空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能研究Ⅰ:试验与有限元研究

目前,空心钢管混凝土结构被大量应用和推广,但对其抗震性能的研究却比较少,制约了其在实际工程中的进一步应用。对空心普通和再生钢管混凝土柱的抗震性能进行了试验与有限元研究,首先介绍了3根空心圆钢管混凝土柱在定轴力和水平反复荷载作用下的滞回性能试验,分析了不同混凝土和空心率对试件耗能能力及位移延性等抗震性能的影响,研究表明再生混凝土构件的抗震性能要差于相应普通混凝土,而空心率越大,构件的延性和耗能能力越小。其次,采用有限元软件ABAQUS对空心钢管混凝土压弯构件的荷载-位移骨架曲线进行了大量数值计算,分析了各参数对构件骨架曲线及延性的影响。     

斜向受力十字形钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为研究十字形钢管混凝土柱在斜向受力下的抗震性能,以加载角度(0°和45°)、混凝土强度等级(C50和C70)、轴压比(0、0.25和0.5)以及是否设置加劲肋为试验参数,进行了9根十字形钢管混凝土柱在往复荷载作用下的试验研究,获得了柱的破坏形态、水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性、累积耗能、变形等特性,分析了不同参数对柱抗震性能的影响规律。并建立了十字形钢管混凝土柱的有限元模型,有限元分析结果与试验结果吻合良好。试验结果表明:十字形钢管混凝土柱具有较好的滞回性能,所有柱的位移延性系数均高于3.5;轴压比对十字形钢管混凝土柱的抗震性能影响较大,轴压比越大,柱承载力越低,刚度退化越快,延性和耗能能力也越差;随着混凝土强度的增加,柱承载力增加,轴压比较大时,混凝土强度越高,延性下降越明显;内部间断焊接加劲肋的柱比未设置加劲肋柱的承载力提高约8%,但延性和耗能能力提高不大;加载角度为45°柱的滞回性能稍优于0°的柱。     

基于ABAQUS的钢管混凝土L型柱节点抗震性能计算研究

利用有限元软件ABAQUS建立了L型截面钢管混凝土异形柱节点的数值模型,对节点模型分别进行不同轴压比下的单调加载和往复加载的有限元分析。根据计算结果评价节点的抗震性能。钢管混凝土组合异形柱有较好的抗震性能,L型柱的屈服点提高,结构变形能力增强,结构耗能能力有所提高。在极限破坏状态时,柱外围混凝土会发生较大范围的开裂与破碎。L型钢管混凝土柱有可能承受更高的轴压比,其中的钢管存在进一步变形耗能的能力。