两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构#br# 抗震性能研究

圆形或方形钢管混凝土柱与钢梁通过单边高强螺栓和端板组成框架,薄钢板剪力墙与钢梁采用两边连接方式,形成钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构。为获悉两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架的抗震性能和破坏机理,对2榀2层单跨钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架试件进行水平低周反复荷载试验,研究柱截面类型、墙梁连接方式和半刚性节点类型对该体系破坏形式和抗震性能的影响。在试验过程中观察结构的破坏特征和发展,分析滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性、耗能能力以及主要构件的应变规律。研究结果表明,两边连接钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构具有良好的滞回性能和耗能能力,其弹性刚度比纯装配式钢管混凝土框架结构提高了163.8%~249.4%,水平极限承载力提高了41.0%~97.1%。采用OpenSees程序建立钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架的非线性分析模型,通过试验结果验证计算模型的准确性,为该结构体系的理论分析提供基础。文章研究结果将有助于钢板剪力墙-装配式钢管混凝土框架结构的应用和推广。     

装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙共同工作性能试验研究

提出了一种装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙抗震节能结构。为研究轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作性能，进行了3榀足尺装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙试件与1榀足尺装配式轻型钢管混凝土纯框架的低周反复荷载试验。复合墙分为无洞口墙，带窗洞口墙和带门洞口墙。对比研究了结构的承载力、刚度、延性、滞回特性和耗能，分析了轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作机理，提出了结构水平承载力的实用计算方法。结果表明：在合理装配连接条件下，装配式轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作性能良好；装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙结构比纯框架结构水平承载力高，耗能能力强，刚度退化快，变形能力好；复合墙洞口面积及洞口类型对结构性能有显著影响，门窗洞口降低了结构水平承载力和初始弹性刚度，而对结构的累积耗能影响不明显；提出的实用计算方法能够较好地计算结构的承载力。     

装配式圆钢管混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配式圆钢管混凝土组合剪力墙的抗震性能,设计了3个足尺剪力墙试件,包括现浇圆钢筋混凝土剪力墙、现浇钢管混凝土组合剪力墙和装配式圆钢管混凝土组合剪力墙,通过低周往复加载试验,分析了剪力墙的破坏形态、滞回性能、耗能能力、延性和刚度退化。结果表明：钢管套筒灌浆连接方式可有效传递装配式钢管混凝土组合剪力墙两侧钢管混凝土暗柱竖向荷载,连接安全可靠;装配式钢管混凝土组合剪力墙和现浇钢管混凝土组合剪力墙弹塑性层间位移角均可达到2.5%,相比于普通钢筋混凝土剪力墙提高了25%;设置钢管混凝土暗柱剪力墙残余承载力约为现浇钢筋混凝土剪力墙的2倍;相比于普通钢筋混凝土剪力墙,现浇钢管混凝土剪力墙和装配式钢管混凝土剪力墙的变形能力分别提高了28.4%和25.3%;耗能能力分别提高了25.5%和43.6%。装配式钢管混凝土组合剪力墙结构两侧钢管混凝土暗柱的连接可采用弹簧单元进行模拟,弹簧竖向刚度建议取值为1 350 kN/mm。     

装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的性能分析及比选

为了研究装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,在综述前人研究成果基础上,采用归一化方法比较了五种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的荷载比-位移比曲线、滞回环面积比-位移比曲线,对节点承载力、耗能性能、刚度退化等指标进行分析,探讨了装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,并对节点的施工难易及成本进行对比分析.结果 表明:节点构造形式对节点的抗震性能有一定的影响.在小轴压比条件下,加强环式和内隔板式节点抗震性能更好,加强环式节点可通过设置外肋端板提高变形能力;从施工难易程度来看,加强环式和外肋环板式节点难度较其他节点更低;外肋环板式节点的单位极限承载力成本最低.总结的装配式节点形式为相同前提条件下的装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的选择提供了参考,其他条件下的节点性能尚需进一步研究.     

装配式新型组合钢板剪力墙的创新实践

介绍了新型装配式外包钢板-混凝土组合剪力墙技术的创新实践,详细阐述了装配式外包多腔钢板组合剪力墙、钢管混凝土与双钢板组合空实结合剪力墙、排钢管钢板混凝土剪力墙、密式异型短肢钢板剪力墙等新技术的应用情况及技术背景。新型装配式外包钢板-混凝土组合剪力墙装配程度高,符合环保节能要求,亦符合建筑工业化发展方向,是一种值得推广的装配式组合结构构件,可为装配式建筑技术的发展和应用提供参考。     

装配式复式钢管混凝土框架-梁端螺栓连接钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为促进复式钢管混凝土框架剪力墙结构的建筑工业化,提出一种可完全装配式建造的复式钢管混凝土框架-梁端螺栓连接钢筋混凝土剪力墙结构体系,体系中梁-柱节点、柱-柱拼接节点和框架与剪力墙连接均采用全螺栓装配式连接。为研究该体系的抗震性能,开展了三榀1∶2缩尺模型的低周往复荷载试验,研究了各模型的破坏特征、滞回性能、延性、抗侧刚度和承载力退化。结果表明：梁端螺栓连接钢筋混凝土剪力墙(BRW)破坏形态与钢筋混凝土梁“剪压”型破坏特征相似;BRW先于框架发生破坏,可作为复式钢管混凝土框架的第一道抗震防线,框架则为第二道防线;BRW与框架的装配式连接可靠,在整个加载过程中可有效提高框架的承载力和抗侧刚度,可保证BRW与框架在地震作用下的协同工作能力,进而保障BRW的性能得以充分发挥。     

屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架抗震试验性能研究

屈曲约束支撑可以有效地提高装配式钢管混凝土组合框架的抗侧移刚度和耗能减震作用。为研究地震作用下屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能和破坏机理,进行两层单跨屈曲约束支撑单边螺栓端板连接钢管混凝土组合框架的水平低周反复荷载试验。考察柱截面类型和端板形式对结构整体抗震性能的影响。记录和研究了此类混合结构的破坏形式和水平荷载-水平位移滞回曲线,分析和评价其骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性和耗能等。试验研究表明,在柱截面含钢率相同条件下,抗侧移体系采用屈曲约束支撑,梁柱连接采用单边螺栓端板连接方式,屈曲约束支撑方钢管混凝土组合框架的水平承载力和初始抗侧刚度大于屈曲约束支撑圆钢管混凝土组合框架,但是其延性和耗能能力反之。试验和分析结果表明：屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的抗震性能,较大的可变形能力和耗能能力,可以在多高层建筑结构中应用和推广。     

安徽-福建钢结构研究专辑

正本期专辑主要收录了安徽和福建两省高校和企业的部分钢结构最新研究和应用成果本专辑涉及装配式钢结构、高层钢结构、大跨度钢结构、组合结构等研究领域具体内容包括:我国钢结构建筑产业化政策分析与推进机制;预制装配式组合梁栓钉连接件、预制冷弯薄壁型钢-轻聚合物复合墙体、中空夹层钢管混凝土柱单边螺栓端板连接节点等装配式钢结构新技术:开缝钢板剪力墙等高层钢结构抗震构件;圆钢管混凝土桁架节点等大跨度钢结构关键节点;中空夹层薄壁钢管混凝土、不锈钢管混凝土柱、椭圆钢管混凝     

内置圆钢管混凝土的异形柱-组合梁装配式中节点抗震性能试验研究

为研究内置圆钢管混凝土的异形柱-组合梁装配式中节点抗震性能,进行了3个足尺内置圆钢管混凝土的异形柱-组合梁装配式中节点试件的低周往复加载试验,试件变化参数为柱轴压比,分析了试件的破坏形态、滞回性能、刚度退化、耗能能力,讨论了梁-柱节点和柱与柱连接的可靠性。结果表明:试件的破坏形态为梁端弯曲破坏,梁端产生塑性铰,装配式梁柱节点连接可靠;钢管混凝土柱与柱连接处混凝土应变较小,装配式钢管混凝土上下柱连接处未发生竖向滑移,连接安全可靠;在一定范围内,随着柱轴压比的增大,试件承载力提高,延性及耗能能力增强,刚度退化速率加快。     

高烈度区高层办公楼装配式方案优选

为寻找建筑功能与结构体系完美结合的装配式方案,以海南生态智慧新城的高层办公楼为例,根据其地理位置及功能造型的特点,对三种装配式结构方案进行比选,创新性地提出了钢管混凝土柱与多腔钢管混凝土边缘构件做法,以满足项目装配率计算规则中结构部分的要求。装配式方案的提出与应用有效地推动了竖向构件预制技术的发展,为未来装配式项目设计提供了参考。     

装配式混凝土结构体系研究及探讨

为解决装配式混凝土结构竖向构件连接质量不易保证、成本偏高等问题,提出了一种新型的装配式混凝土结构体系,并阐述了该结构体系的总体思路及其结构构件预制、梁柱节点连接及装配施工做法.该结构体系采用"半装配"施工方法,柱预制件采用钢管空腔柱,剪力墙预制件采用钢管空腔柱与斜撑的组合,梁预制件采用凹槽梁,梁预制件的钢筋可通过预留洞口伸入柱预制件空腔;现场将各预制构件装配完成后,再在预制构件的空腔及凹槽中现浇混凝土.这种做法可同时发挥现浇式及装配式结构的优点,相对于目前的装配式混凝土结构,不仅施工方便、竖向构件连接可靠,而且可减小预制构件的重量,降低运输及吊装成本.     

装配式复式钢管混凝土框架—梁端连接钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙新型结构体系,包含装配式梁柱连接、装配式柱柱拼接和装配式框架-剪力墙连接技术方案,可实现结构体系的全螺栓装配式连接。为研究所提装配式体系的抗震性能,开展3榀1:2缩尺模型拟静力试验,得到各试件的破坏模式、滞回曲线、位移延性等性能参数。发现3个模型均表现出良好抗震性能,最大层间位移角均超过4%,位移延性系数均超过4。框架-梁端连接钢板剪力墙(BSW)的破坏过程为:BSW屈曲后形成明显的"拉力带",随后BSW在与框架的连接处发生撕裂,最后框架在梁柱节点和柱底区域形成塑性铰。试验结果表明:BSW先于框架发生破坏,可为框架提供第一道抗震防线,框架则为第二道;BSW可有效提高框架结构的承载力、刚度和延性,且提高的幅度与BSW的个数呈近似线性关系;所提BSW与框架的装配式连接可靠,可保证BSW与框架在整个加载过程中的协同工作能力,进而促使BSW的性能得以充分发挥。系列试验结果为所提新型装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙结构体系的抗震设计提供依据。     

装配式钢-混凝土组合结构体系研究

以内蒙古集宁宜和小区为工程背景,研究出一种新型装配式钢-混凝土组合结构体系,由方钢管混凝土柱、钢板剪力墙、U型梁、叠合板和装配式自锁连接整浇外墙组成,对其进行了结构抗震性能化设计,并与常规结构方案进行了对比优化分析,结果表明各项指标均满足规范要求,且具有装配率高、重量轻、含钢量少、节点安装方便以及施工速度快等优点,值得推广应用。     

装配式复式钢管混凝土框架—梁端连接#br# 钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙新型结构体系,包含装配式梁柱连接、装配式柱柱拼接和装配式框架-剪力墙连接技术方案,可实现结构体系的全螺栓装配式连接。为研究所提装配式体系的抗震性能,开展3榀1:2缩尺模型拟静力试验,得到各试件的破坏模式、滞回曲线、位移延性等性能参数。发现3个模型均表现出良好抗震性能,最大层间位移角均超过4%,位移延性系数均超过4。框架-梁端连接钢板剪力墙(BSW)的破坏过程为：BSW屈曲后形成明显的“拉力带”,随后BSW在与框架的连接处发生撕裂,最后框架在梁柱节点和柱底区域形成塑性铰。试验结果表明：BSW先于框架发生破坏,可为框架提供第一道抗震防线,框架则为第二道;BSW可有效提高框架结构的承载力、刚度和延性,且提高的幅度与BSW的个数呈近似线性关系;所提BSW与框架的装配式连接可靠,可保证BSW与框架在整个加载过程中的协同工作能力,进而促使BSW的性能得以充分发挥。系列试验结果为所提新型装配式复式钢管混凝土框架 梁端连接钢板剪力墙结构体系的抗震设计提供依据。     

多层组合结构住宅的设计与对比分析

设计某6层钢-混凝土组合结构住宅,采用框架结构体系,柱为方钢管混凝土,梁为钢-混凝土组合梁,楼板为压型钢板组合楼板.在承载力水平相同情况下,对钢管混凝土柱和钢柱的用钢量进行对比;分析结构体系中设置中心支撑对结构体系内力及变形的影响;对比设置支撑前后钢管混凝土柱截面尺寸及用钢量的变化.分析结果表明:在结构体系中采用钢管混...     

快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

为研究快速往复荷载下装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能,设计制作了3片足尺单层单跨装配式钢管混凝土边框剪力墙试件,分别进行0.1,5,20 mm/s加载速率下的往复荷载试验,对其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数、耗能能力及刚度退化等方面进行对比分析。试验结果表明:试件破坏均为墙体边框钢管屈服后底角混凝土压溃,而钢筋及钢管连接节点处未发生明显变化,说明套筒灌浆连接技术满足装配式结构受力要求。加载速率对装配式钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能影响有限,加载速率较静态加载提高200倍时,剪力墙承载力提高6%,延性系数降低20%,等效黏滞阻尼比降低13.1%。     

新型装配式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁框撑体系振动台试验研究

结合装配式建筑和钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架结构的优点,提出新型装配式方钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框撑体系。为研究该类新型体系的整体抗震性能,设计制作了缩尺比为1/3的6层整体模型,对该模型输入了《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)所建议的多种烈度下的地震激励,获得了其在相应地震激励作用下的结构响应及破坏形态,分析研究了其整体抗震性能、结构失效路径以及连接节点的可靠性。研究表明：①该类结构体系具有“强钢管混凝土柱-弱钢筋混凝土梁”及“强节点-弱构件”的理想失效路径;②梁的破坏点位于工字型钢接头梁段与钢筋混凝土梁段交界位置,距梁柱节点核心区域有一定距离,从而保证了节点核心区域的完整性;③结构部分楼层在强震下会因斜撑失效而形成薄弱层,造成结构响应的放大。     

装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能试验研究

圆形或方形钢管混凝土柱与钢梁通过单边高强螺栓和适宜端板连接组成框架,通过钢筋桁架混凝土组合楼板形成了新型装配式组合框架。为了解装配式钢管混凝土组合框架在地震作用下的抗震性能和受力机理,进行了2榀两层单跨钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边高强度螺栓和平齐或外伸端板连接形成的组合框架的水平低周反复荷载试验,研究了柱截面形式和端板连接类型对组合框架破坏形式和抗震性能的影响。详细地观察了此类组合框架在水平低周反复荷载作用下的受力全过程和楼板裂缝发展规律,得到了此类结构的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性、耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,单边螺栓端板连接装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的滞回性能和耗能能力,延性系数μ为2.13~4.28,能量耗散系数E为0.652~0.90。在柱截面含钢率相同条件下,圆钢管混凝土组合框架的承载力小于方钢管混凝土组合框架,其延性、耗能性能优于方钢管混凝土组合框架。研究成果将为我国装配式钢管混凝土组合框架设计理论与应用提供科学依据。     

装配式钢管混凝土柱-盖梁节点抗震性能试验研究

装配式钢管混凝土柱-盖梁节点施工简单、工期短,逐渐在桥梁建设中广泛运用。提出一种带抗剪环的新型钢管混凝土柱-盖梁节点,介绍装配式节点在桥梁施工中的施工工序。设计7个钢管直径超过508mm 的大规模节点试件,通过低周反复荷载试验对6个抗剪环节点和1个钢筋笼节点进行了地震响应分析。对比分析节点的破坏形态、有效刚度、延性、滞回性能和极限承载能力等力学特性,得到如下结论：钢管混凝土柱出现初始撕裂时的位移随着构件的有效刚度增大而增大,盖梁的开裂情况则随着钢管混凝土柱埋深的增加而减少。埋深相近的情况下,抗剪环节点的极限荷载承载力大于钢筋笼节点;抗剪环节点的整体延性随着径厚比D/t的增大而减小。     

某高层钢结构体系优化设计

通过对某工程设计实例的3种钢结构体系:钢管混凝土柱-中心支撑、钢管混凝土柱-钢板组合剪力墙、钢管混凝土柱-钢板剪力墙利用软件YJK-A(1.9.1.0网络版)进行优化计算对比,最终采用钢管混凝土柱-钢板剪力墙结构体系,并进行了钢板剪力墙的稳定性分析。计算表明,该结构体系与其他2种结构体系相比,不仅技术先进,经济合理,具有较大的安全储备,且构造简单,较好地满足了建筑功能。可供同类高层钢结构体系的选取及设计参考。