钢框架抗震性能试验研究和数值分析

通过对狗骨式刚性连接钢框架在低周往复荷载作用下的试验,研究了该类型结构的破坏形态、变形特点、荷载-位移滞回曲线、结构耗能性能等,分析了狗骨式刚性连接钢框架的受力特点及抗震性能.同时对狗骨式刚性连接钢框架进行了有限元分析,其结果与试验吻合较好.进一步说明通过合理的设计狗骨截面,能使其对框架的抗震性能起到保险丝的作用.     

半钢性连接钢框架性能的有限元分析

进行了一榀两跨三层带双腹板顶底角钢半刚性连接平面钢框架结构的低周反复荷载试验,通过试验考察了半刚性钢框架在循环荷载作用下的弹塑性性能,同时对半刚性和刚性连接钢框架进行了非线性的有限元对比,从而分析了带双腹板顶底角钢半刚性连接的性能及其对钢框架性能的影响。     

竖向荷载对T型钢连接钢框架抗震性能的影响

利用拟动力试验对T型钢半刚性连接钢框架在两种地震峰值加速度下的抗震性能进行研究,并对比分析了T型钢连接钢框架在柱顶施加竖向荷载和无竖向荷载等两种工况下的应变、位移和荷载变化以及荷载-位移滞回曲线,从而研究竖向荷载对半刚性连接钢框架抗震性能的影响。试验结果表明:T型钢半刚性连接钢框架具有较好的变形能力,滞回性能良好,抗震能力较强,且随着地震作用的增大,钢框架的动力反应增大;竖向荷载对钢框架的层间位移反应影响较大,而对节点区域的应变和层间荷载的影响较小。     

钢框架抗侧力体系的试验研究

钢框架抗侧力体系是钢结构房屋中最为重要的受力体系之一.该文通过五榀1∶2钢框架模型在低周往复荷载作用下的抗侧力试验,着重研究半刚性连接钢框架、狗骨式连接钢框架、偏心支撑框架和中心支撑框架,包括滞回特性、刚度、延性、耗能和极限承载力等,为理论分析提供试验依据.     

狗骨式刚性连接节点的受力性能试验研究

采用拟静力试验方案，对2个狗骨式刚性连接试件和1个普通栓焊连接试件进行了试验研究。通过对试件施加低周水平反复荷载作用，分析了狗骨式刚性连接节点的破坏形式、受力性能等。结果表明：狗、骨式刚性连接具有较大的连接刚度和理想的耗能性能；梁翼缘处的焊缝强度是决定狗骨式刚性连接节点性能的主要因素，只有具有良好的焊缝质量才能发挥狗骨的作用。     

狗骨式刚性连接对钢框架结构影响系数的影响

对狗骨式刚性连接钢框架在地震作用下的响应进行分析,得到不同层数、跨数钢框架的结构延性折减系数Rμ结构超强系数RΩ和结构影响系数R.结果表明,采用狗骨式节点刚性连接的钢框架与采用普通节点的相比,延性折减系数加大,而超强系数则减小,结构影响系数却相差不大,说明狗骨式节点的应用并不会影响钢框架的结构影响系数.     

半刚性连接钢框架计算程序的编制

推导了半刚性连接单元的刚度矩阵，提出半刚性连接单元受任意分布力作用时的节点荷载的一种等效方法，依节点连接弯矩-转角曲线的特性给出了合适的离散公式，再根据离散控制系统理论编制了能考虑节点连接非线性的半刚性连接钢框架计算程序；最后，分别运用编制的计算程序和有限元软件ANSYS对典型题例进行计算分析，通过比较计算结果得出了半刚性节点连接对钢框架力学行为及变形性能的影响，进而验证了程序的准确性。     

狗骨式连接轻钢框架抗震性能和抗震设计

为研究狗骨式连接轻钢框架的抗震性能分析方法和设计方法,对两跨两层狗骨式连接轻钢框架拟静力试验试件进行了静力弹塑性分析,节点域用转动弹簧来考虑其剪切变形,采用双线性特性塑性铰,计算结果与试验结果较一致。狗骨式连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处。针对狗骨式连接钢框架的特点,提出了抗震设计建议,推导得出了保证塑性铰出现在翼缘削弱部位的条件。     

高层钢-混凝土结构连接方式对抗震性能影响

为了研究钢-混凝土混合结构连接方式对抗震性能地影响，运用Canny99结构计算程序，根据不同结构构件采用不同的单元模型，对同一高层钢-混凝土混合结构的两种连接方式进行了三维弹塑性时程分析，探讨了两种连接方式对混合结构抗震性能的影响机理．刚性连接时，钢框架柱主要是依赖轴力的增加来承担部分水平地震力；铰性连接时，钢框架柱主要依赖柱剪力的增加来承担部分水平地震力．研究结果表明混合结构采用刚性连接方式具有较优的抗震性能．     

半刚性钢框架的抗震性能研究综述

半刚性连接节点钢框架由于节点本身的非线性受力性能,使框架内力发生重分布,提高了钢框架整体的滞回性能,大大增强了结构的抗震能力.因此,半刚性钢框架的研究对工程结构抗震具有重要意义.     

Experimental study on seismic behaviors of steel-concrete composite frames

Steel-concrete composite frames are seeing increased use in earthquake region because of their excellent structural characteristics, including high strength, stiffness, and good ductility. However, there exist gaps in the knowledge of seismic behavior and the design provisions for these structures. In order to better understand the seismic behaviors of composite frame systems, eight steel-concrete composite frames were designed. These composite frames were composed of steel-concrete composite beams and concrete filled steel tube columns. The axial compression ratio of column, slenderness ratio and linear stiffness ratio of beam to column were selected as main design parameters. The low reversed cyclic loading tests of composite frame system were carried out. Based on test results, the seismic behaviors of composite frames such as failure mode, hysteresis curve, strength degradation, rigidity degradation, ductility and energy dissipation were studied. Known from the test phenomenon, the main cause of damage is the out-of-plane deformation of steel beam and the yielding destruction of column heel. The hysteretic loops of composite frame appear a spindle shape and no obvious pinch phenomenon. The results demonstrate that this type of composite frame has favorable seismic behaviors. Furthermore, the effects of design parameters on seismic behaviors were also discussed. The results of the experiment show that the different design parameter has different influence rule on seismic behaviors of composite frame.     

型钢混凝土梁式转换节点抗震性能研究

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式下的拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了不同于普通框架节点的转换节点的破坏机制、耗能能力、强度退化等.分析得出节点型钢腹板的剪应力方程,利用试验数据可求得腹板上测点的应力值.为了与试验结果相互验证,建立有限元模型,进一步对比分析证明了转换节点在地震力下的受力特性符合节点斜压杆机理.     

空间钢构架混凝土柱受力性能的有限元分析

基于ABAQUS有限元分析软件建立了空间钢构架混凝土柱受力性能的非线性分析模型，对空间钢构架混凝土柱受力性能进行了分析，将分析得到的荷载和位移曲线与试验所得的曲线进行比较，经检验两者基本吻合。在此基础上，分析了轴压比、配钢率等参数对空间钢构架混凝土柱受力性能的影响，得到了一些有益的建议可供工程应用时参考。     

钢纤维高强混凝土及其在框架节点中的应用分析

介绍了钢纤维高强混凝土的特点以及在框架节点中的应用,制作了1个高强混凝土和1个钢纤维高强混凝土框架中节点试件,研究其在低周反复荷载作用下的变形、强度和刚度退化、延性和耗能能力。结果表明：与普通混凝土节点相比,钢纤维混凝土节点的开裂荷载较高、承载能力和变形能力良好、滞回曲线更为饱满、延性和耗能指标也较高,有利于结构抗震,对于解决节点区箍筋过密有显著作用,指出了钢纤维高强混凝土具有广阔的应用前景。     

分散式配筋梁异形柱框架节点抗震性能试验

为解决异形梁柱框架节点配筋拥挤的问题,提出将梁中部分钢筋分散到翼缘中,并对分散式配筋梁异形柱(L,T和+形)框架顶层节点在低周反复荷载下的抗震性能进行了试验研究.通过6个试件的试验,比较了分散配筋与异形柱框架顶层节点的差异,研究节点核心区的开裂荷载、屈服荷载、极限承载能力、破坏形态和滞回特性等力学性能,以及按不同比例分散梁上部钢筋对节点抗震性能的影响.试验研究表明,T形、十字形截面柱节点,适当的分散比例不会给框架节点的受力性能和抗震性能带来不利影响.但L形截面柱节点分散配筋将加剧累积损伤,刚度退化较为严重.同时理论分析表明分散钢筋在板中的分布范围应予以严格控制,以防止发生锚固破坏.     

高强混凝土-型钢组合剪力墙抗震性能试验

通过对3个1/3缩尺的高强混凝土剪力墙模型的抗震性能试验,探讨了不同组合形式剪力墙的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回特性及破坏特征;将试验结果与普通强度混凝土剪力墙的试验结果进行了对比.结果表明:内藏钢框架混凝土剪力墙和内藏斜向支撑钢框架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙的承载力、后期刚度、延性均比普通强度混凝土剪力墙有明显的提高.计算与试验吻合较好.     

两跨三层S梁-SC柱组合框架抗震性能试验研究

为研究钢(S)梁和角钢骨架混凝土(SC)柱组成的框架在荷载作用下的工作性能,进行了一榀1/3比例两跨三层S梁-SC柱组合框架模型在低周反复荷载作用(伪静力)和使用等效单自山度体系输入实际地震加速度记录(拟动力)两种加荷方式下的试验。根据试验结果,文中对组合框架的破坏机制、变形、刚度和延性以及组成构件的工作性能进行了初步分析研究。     

钢管混凝土柱节点三维有限元受力分析

通过有限元法,对钢筋混凝土双梁夹柱穿心承重销的梁柱节点进行了三维受力分析,并进行了模型试验,三维分析结果与模型试验经十分接近,此基础研究成果已应用于工程实例。     

框架组合梁抗火性能试验

为研究框架组合梁在火灾时的结构行为,利用自行研制的火灾加温试验炉及相关测试装置,对2种不同钢筋混凝土与钢梁连接方式共4根框架组合梁在不同的火灾工况下的抗火性能进行了试验研究,火灾工况包括:组合梁、柱同时受火而节点不受火和只有组合梁受火而柱、节点不受火2种.试验中量测了各种工况的炉温,H型钢梁的翼缘、腹板及钢筋混凝土楼板的温度分布和组合梁的挠度随时间的变化.结果表明:钢梁的裸钢部分温度相差很小,而埋入混凝土中的钢的温度比裸钢的低,混凝土板的截面温度差别较大;2种连接方式的组合梁的最大挠度基本相同,破坏形式也很相似,但连接方式2中的混凝土的约束作用要好于连接方式1.在工程中应对框架柱进行防火保护,而框架组合梁可适当放宽要求,对跨度不大的工程可优先使用连接方式2的形式.