L形钢管混凝土柱—钢梁节点抗震性能研究

为了研究异形钢管混凝土柱—钢梁节点的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS,依据结构设计中"强节点,弱构件"的设计原则,建立了一种新型侧板连接L形钢管混凝土柱—钢梁节点模型.以有无侧板、侧板长度、侧板厚度、侧板类型和不同轴压比为主要参数,分析了该类型节点在循环荷载作用下的抗震性能.结果表明:该类型节点整体抗震性能较好;相...     

T形截面钢骨混凝土异形柱框架抗震性能

参照国家抗震规范8度设防的标准,制作一榀1／2比例的由钢筋混凝土梁和T形截面钢骨混凝土异形柱组成的单跨两层的框架模型。通过拟静力试验,研究了结构的破坏形态、刚度退化、延性与耗能等抗震性能。试验结果表明,T形截面钢骨异形柱框架结构抗震性能良好,柱中钢骨在结构抗震中发挥了明显的作用。试验研究和分析结果表明,钢骨异形柱框架结构的抗震性能可满足抗震设防的要求。     

T形钢骨增强异形柱节点抗震性能试验

目的在混凝土异形柱节点核心区加入T形钢骨,解决混凝土异形柱框架结构节点的薄弱问题．方法通过对节点核心区加入T形钢骨和同等条件下未加入T形钢骨的四个异形柱节点试件进行拟静力试验研究,对比分析异形柱节点的破坏特征、荷载、位移、滞回曲线、延性、累积损伤等抗震性能指标．结果在异形柱节点核心区加入T形钢骨能够改善混凝土异形柱节点的滞回特性,提高混凝土异形柱节点试件的承载能力、变形能力以及延性性能,减缓混凝土异形柱节点试件的刚度退化,同时也能减轻混凝土异形柱节点的累积损伤程度．结论T形钢骨在混凝土异形柱框架节点核心区的加入对提高其抗震性能效果显著．     

钢管混凝土Y形柱抗震性能试验研究

为了检验地铁车站地下大空间结构柱的抗震性能, 对北京市某地铁车站公共设备区地下空间结构使用的单层钢管混凝土Y形柱进行低周反复荷载试验研究, 主要介绍了缩比试件的设计、制作、安装和试验的方案、进行过程及结果, 给出了钢管混凝土Y形柱的水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、等效刚度曲线和等效阻尼比曲线统计数据, 以及部分主要位置的荷载-应变曲线.试验结果及分析表明:Y形铸钢件、圆形截面钢管混凝土柱、顶板等各部分连接安全可靠, 能够保证整体结构工作性能良好;试件滞回曲线较饱满, 试件等效阻尼比随水平位移的增加而增大, 试件耗能规律稳定, 表明弹塑性变形能力和抗震性能较好.据实测应变推测, 可能的薄弱部分是钢管柱底部、圆钢管与Y形铸钢件连接处和Y形铸钢节点分叉处.     

碳纤维钢骨-钢管混凝土柱抗震性能试验与有限元分析

目的 研究碳纤维钢骨-钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下的力学性能,为实际工程应用提供参考.方法 制作了3个试件并对其进行拟静力试验,分析不同轴压比下构件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性系数等力学性能.同时采用ABAQUS对碳纤维钢骨-钢管混凝土柱的滞回性能进行了数值分析及试验验证.结果 无论轴压比如何变化,滞回曲线均具有较好的稳定性,曲线都呈饱满的梭形或弓形,没有明显的捏缩现象出现,表明构件的塑性变形能力较强;随着轴压比增大,骨架曲线出现较明显的下降段且构件的极限承载力降低,极值点对应的位移变小;极限荷载、极限位移及延性系数皆随轴压比的增大而减小.模拟结果与试验结果吻合较好.结论 碳纤维钢骨-钢管混凝土柱延性好,具有良好的抗震性能,可应用于实际工程中.     

偏压作用下L形钢骨混凝土异形柱的非线性分析

目的 提出计算L形钢骨混凝土(SRC)异形柱正截面承载力的有效方法,分析含钢率和混凝土强度等级对构件正截面承载力的影响.方法 基于平截面假定和材料模型,利用数值积分法编制了适用于计算L形SRC异形柱正截面承载力的非线性程序,得出极限承载力的电算结果以及不同含钢率和不同混凝土强度等级的N-M相关曲线.结果 在偏压作用下,含钢率的变化和混凝土强度等级的变化对N-M相关曲线影响明显,且极限承载力随含钢率和混凝土强度等级的提高而增大.结论 笔者利用数值积分法分析了L形SRC异形柱正截面承载力的影响因素.此方法简单可行,可弥补实验与有限元分析的不足,为今后的研究工作奠定了基础.     

钢骨-钢管混凝土柱抗震性能的影响因素

目的研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能,探索其影响因素.方法以轴压比、含骨率为主要参数,通过5根钢骨-钢管混凝土柱的拟静力法试验研究,对此类构件的抗震性能进行评价.试验过程中,在柱顶施加恒定的竖向荷载,水平推拉往复荷载由固定在反力墙上的水平千斤顶施加.根据试验过程中采集到的荷载和位移等数据,通过整理作出试件的滞回曲线和骨架曲线.结果试验结果的分析表明,随含骨率的增大,钢骨-钢管混凝土柱的强度和刚度衰减减缓,耗能能力增加;随轴压比的增大,试件极限承载力下降,耗能能力降低.结论含骨率和轴压比是影响钢骨-钢管混凝土柱抗震性能的敏感性因素.     

内置钢骨的L形截面钢管混凝土中长柱轴心受压试验研究

内置钢骨的组合异形截面钢管混凝土柱是一种新型重载组合柱,为了解此类构件的轴压稳定力学性能,以内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱为研究对象,考虑配箍率、配骨率和长细比等参数的影响,进行了17个试件轴压试验。分析试件的受力过程,实测试件的荷载-平均纵向应变曲线（N-εl）,荷载-挠度曲线(N-δ)和极限抗压承载力,研究各参数对试件轴心受压力学性能的影响。试验结果表明：组合柱轴压变形为“S形”,主要破坏形态为柱端局部屈曲破坏;随着长细比增加,试件极限承载力逐渐减小,配箍率和配骨率是决定试件极限承载力的关键因素;参考国内外相关规范的计算条文,提出内置钢骨的L形截面钢管混凝土柱轴心受压稳定性承载力的实用计算公式,计算结果与试验吻合良好。     

T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构抗震性能试验研究

对2榀单层单跨T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构和1榀钢筋混凝土T形截面柱框架在低周反复荷载作用下进行了拟静力试验研究.探讨其工作性能,破坏特征以及对其抗震性能的影响,着重分析其延性、滞回特性、骨架曲线及刚度退化等问题.研究表明:T形截面混凝土柱-混凝土砌块墙结构承载力、抗侧刚度、延性系数较空框架相比有较大幅度提高,符合结构抗震的多道设防原则,属于典型的梁铰破坏机制,可为今后类似多层多跨结构的设计及理论分析提供依据.     

钢骨-钢管混凝土柱恢复力模型

目的建立能够反映结构或构件动力特性重要参数的恢复力模型,研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能.方法通过设置不同的试验参数,对5个钢骨-钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下受力性能的试验研究,并分析了试件的破坏形态.考虑了含骨率和轴压比对构件延性、耗能和强度、刚度退化等的影响,建立了折线型钢骨-钢管混凝土柱的恢复力模型.结果得到不同轴压比和不同含骨率下的荷载-位移滞回曲线,含骨率和轴压比对钢骨-钢管混凝土柱有着明显的影响,随着含钢率的增加,构件的变形能力得到了提高,而轴压比越大,构件的变形能力越差.结论钢骨-钢管混凝土柱多折线恢复力模型的建立为钢骨-钢管混凝土柱的弹塑性时程分析提供了参考.     

钢骨高强混凝土柱抗震性能影响因素的研究

通过6根钢骨高强混凝土柱在低周反复水平荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、配箍率及钢骨形式对柱抗震性能的影响,研究发现,钢骨高强混凝土柱的抗震性能除对轴压力系数敏感外,钢骨形式也是一个重要的影响因素,对于钢骨形式不同的钢骨高强混凝土柱,可适当调整其轴压力系数限值,而配箍率的影响则不显著.     

带翼缘钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过结合多垂直杆的轴向刚度和剪切刚度来考虑多垂直杆中正应力对剪切刚度的影响,引入剪力滞后翘曲位移函数和材料动态损伤累积指标,建立能够考虑剪力滞后和材料连续损伤累积效应影响的短肢剪力墙非线性分析单元模型. 同时进行6组L形截面高强箍筋约束钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)短肢剪力墙拟静力试验研究,并对其滞回性能进行非线性数值模拟分析. 结果表明：无翼缘腹板端部密配较细直径的高强箍筋能够有效抑制纵筋屈曲和翼缘腹板端部混凝土受压产生的横向变形,从而显著提高短肢剪力墙的耗能能力和延性. 最后采用建立的非线性分析单元模型对所有试件进行非线性数值模拟分析,并与试验荷载-位移曲线结果进行比对,从而验证了非线性单元模型具有较高的模拟精度.

     

钢筋混凝土框架异型节点抗震性能试验研究

基于9个钢筋混凝土框架平面异型节点、1个空间异型节点的拟静力试验和1个火力发电厂结构模型的拟动力试验,分析了异型框架节点的受力机理和抗震性能.提出了由小梁小柱决定的“小核芯”概念,得出框架异型节点的承载能力取决于异型节点“小核芯”的结论.同时研究了梁柱截面变化、轴压力和水平箍筋对异型节点抗剪性能的影响,最后以“小核芯”为基本分析单元提出钢筋混凝土框架异型节点的抗剪承载能力计算公式.     

H型钢混凝土柱复合受扭性能试验研究

为研究H型钢混凝土柱在低周反复荷载作用下的复合受扭性能,进行了3个比例为1：2的H型钢混凝土柱拟静力试验,得到柱在低周反复扭矩作用下的裂缝形成和发展规律及破坏特征,研究了扭矩一扭率曲线滞回特性、耗能能力,并讨论轴压比、扭弯比对型钢混凝土柱复合受扭性能的影响。结果表明,轴压比的提高对于型钢混凝土柱初始抗扭刚度的加强有利,但对复合受扭后期承载力的衰减不利,延性变差。扭弯比的减小增加了柱身的弯曲变形,增强了柱身的耗能能力,但由于弯曲损伤的增加,抗扭承载力相应减小。箍筋由于绑扎问题产生的滑移对抗扭承载力的丧失影响较大,抗扭角柱箍筋的构造措施应引起工程界的重视。     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。     

型钢混凝土异形柱非线性分析

基于压弯构件的原理,编制了适用于计算型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,简称SRC)异形柱截面的弯矩-曲率非线性程序.通过该程序,研究了SRC异形柱(T形、L形)在不同的荷载角、配钢形式、配钢率和轴压力比条件下的截面延性,并对计算结果进行了理论分析.由计算分析可知:加载角对截面的延性有较大的影响;在相同的延性条件下,配钢形式的不同对截面的抗弯承载力影响较大;在常用配钢率范围内,随配钢率的增大,SRC异形柱的延性逐渐增大;随轴压比的增大,SRC异形柱的延性逐渐下降.最后给出了适合于提高抗弯承载力的合理配钢形式,可作为SRC异形柱研究的参考.     

基于ABAQUS的钢管混凝土L形柱有限元分析

为了对钢管混凝土L形柱的力学性能和工作机理进行分析,将钢管对混凝土不均匀的约束作用简化为侧压相等的约束.考虑截面形状对侧向约束的影响,对Mander约束混凝土本构模型进行修正,建立了核心混凝土的本构关系.应用有限元软件ABAQUS对3个轴压短柱试件进行了模拟分析,并将计算结果与试验结果进行了对比,在此基础上探讨了构件中钢管对混凝土的约束机理.计算结果表明,该本构关系能较好地适用于对钢管混凝土L形柱轴压性能的非线性分析,钢管对混凝土的约束效应主要集中在L形截面阳角处.     

钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的滞回性能试验研究

进行了8个试件的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土超短柱、2个型钢混凝土超短柱、2个钢筋混凝土分体柱和2个型钢混凝土分体柱;超短柱的剪跨比都为1,而分体柱的剪跨比都为3.试验结果表明,型钢混凝土超短柱的破坏模式为粘结破坏,因此与钢筋超短柱相比,构件的承载力、延性和变形能力并无显著提高.与超短柱相比,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性和变形能力明显提高.随轴压比的提高,钢筋混凝土与型钢混凝土分体柱的延性与变形能力降低.相同轴力水平下,型钢混凝土分体柱的承载力、延性和变形能力明显优于钢筋混凝土分体柱.     

型钢混凝土柱复合受扭性能的试验研究

对型钢混凝土柱复合受扭性能等问题进行了研究。以轴压比、扭弯比为参数,对3根型钢混凝土柱在单调扭矩作用下的扭转性能进行了试验研究,探讨了各参数对构件抗扭性能的影响,并对实验数据进行分析,得出影响型钢混凝土构件延性的各种因素。     

型钢混凝土闸墩的地震谱分析

为了研究型钢混凝土闸墩的地震反应,以邕宁水利枢纽型钢混凝土闸墩为基础模型,借助ANSYS软件,采用水工抗震规范中的主流地震谱分析方法,获取用于水闸地震响应求解的设计反应谱,使用振型分解法求解型钢混凝土闸墩的地震响应.结果表明:型钢混凝土闸墩自由振动的主要形态是墩体横水流方向的左右平动,基本周期约为0.7 s;型钢混凝土闸墩的自振频率间隔较大,频率自小向大的排列属于稀疏型频率谱;地震引起的型钢混凝土闸墩变形不大,但是局部应力偏大会导致闸墩开裂,这与水利工程震害调查中闸墩常见的开裂破坏较为吻合.