轻钢结构住宅地震模拟振动台试验研究

主要对轻型钢框架-支撑结构住宅模型进行了地震模拟振动台试验研究。模型结构以轻质方钢管作为模型框架结构的梁柱,以角钢作为框间支撑,楼板采用轻质兼强板,整体结构模型为1:3缩尺模型,通过测试该种结构体系的动力特性,了解和研究结构或构件的抗震性能和破坏机理,推动我国轻钢结构住宅的的发展和应用。试验结果表明该种结构具有足够的抗侧力能力,满足规范要求,抗震性能良好。     

新型轻钢结构振动台试验研究

主要对新型钢框架结构模型进行了地震模拟振动台试验研究。模型以方钢管作为模型框架结构的梁柱,楼板采用新型轻钢楼板,整体结构模型为1:3缩尺模型,通过测试该种结构体系在地震作用下的动力反应,综合评价了该结构的抗震性能,并对结构的设计提出了相应的建议。试验结果表明该种结构抗震性能优良,适合在住宅建筑中推广。     

轻钢框架-支撑结构振动台试验研究及有限元分析

本文对轻型钢框架-支撑结构模型进行地震模拟振动台试验,并运用SAP2000软件进行数值模拟分析。模型结构为1∶3缩尺模型,分别在Taft波、Kobe波、人工波3种地震波作用下进行振动台试验,得到结构的加速度反应值,同时在同样的工况作用下做时程分析,得到结构的加速度反应值和位移反应值。将试验值和模拟值相互对比分析,找出结构的薄弱部位,研究该结构体系的抗震性能和破坏机理,完善轻钢框架-支撑结构体系的抗震设计。     

框架-剪力墙组合结构的拟动力试验研究

楼板平面内刚度对整体结构抗震性能有着重要影响,为研究带现浇混凝土楼板的框架-剪力墙组合结构体系的抗震性能,对一个3层2跨缩尺比例为1/4的框架-剪力墙组合结构进行了等效单自由度拟动力试验研究,观察该结构在地震作用下的动力反应,着重分析该框架-剪力墙组合结构在拟动力荷载情况下的破坏机制、耗能性能及变形恢复能力,从而掌握该框架-剪力墙组合结构的动力性能,为完善组合结构设计理论提供可靠的试验依据。结果表明,带现浇混凝土楼板的刚性可以保证结构的空间整体性和水平力的有效传递,该组合结构体系具有良好的抗震性能,满足抗震设防烈度为7度的抗震要求。     

轻钢轻混凝土结构多层足尺模型抗震性能试验研究

轻钢轻混凝土结构是由轻钢构架和现浇轻混凝土组成的新型结构体系。为了掌握该结构体系的抗震性能,进行了一个轻钢轻混凝土结构三层足尺模型的拟静力试验,并介绍了该试验模型的设计和建造过程,给出了结构的破坏形态、滞回曲线和层间变形等试验结果,分析了延性、刚度退化、等效黏滞阻尼比和基底剪力,掌握了轻钢轻混凝土结构的抗震性能。研究结果表明:轻钢轻混凝土结构试验模型具有足够的承载能力和延性,能够满足抗震设防烈度7度的要求,其具有良好的抗震性能,可以在相应抗震设防区推广应用。     

装配式轻钢框架-带暗支撑轻墙体组合结构抗震性能试验研究

为适应装配式低层住宅结构的发展,研发了装配式轻型钢管再生混凝土框架-带暗支撑单排配筋再生混凝土薄墙体组合结构（简称“装配式轻钢框架-轻墙体组合结构”）,该结构由预制轻钢框架与轻墙体共同受力,暗支撑的设置可提高墙体的抗剪性能。通过6个装配式轻钢框架-轻墙体组合结构试件的拟静力试验,分析了轻墙体分布钢筋间距、暗支撑设置对试件损伤演化过程、滞回特性、承载力、延性、刚度、残余变形率和耗能性能的影响。结果表明：装配式轻钢框架-轻墙体组合结构具有良好的协同工作性能,加载过程中,体现出两道抗震防线,即轻墙体为第一道抗震防线,轻钢框架为第二道抗震防线;结构中轻墙体为剪切破坏,轻钢框架的梁和柱为弯曲破坏,轻墙体的存在明显减缓了轻钢框架侧向位移的发展,连接梁和柱的强化型节点可靠连接。同时,轻墙体分布钢筋间距减小及设置暗支撑均可显著提高组合结构整体的延性和耗能能力,并明显延缓墙体的破坏程度。     

钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架振动台试验研究

为了增加轻钢框架结构的应用范围，基于主次结构的理念，提出了以钢管混凝土柱-钢梁-斜撑为主结构并形成主要抗侧力体系，以主要承受自身竖向荷载的轻钢框架为次结构的结构体系，其中轻钢次框架以循环嵌套的方式与主结构相结合。为研究轻钢次框架的结构形式、钢管混凝土柱-钢梁连接节点、次框架采用预制装配式楼板对主次框架结构损伤特征和抗震性能的影响，按7度0.1g设计并制作了2个按1∶3缩尺的6层钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架结构模型。对2个模型分别进行振动台试验，分析了其动力特性和地震响应。试验结果表明：2个缩尺模型在7度0.1g罕遇地震作用下均无明显破坏现象，在8度0.2g极罕遇地震下的最大层间位移角分别达到1/28和1/35,但主要结构构件未出现明显损伤；次框架采用铰接梁柱节点并取消第3层钢柱可明显减小水平地震对次框架受力的影响，且可提高装配率、降低造价；刚性法兰连接节点可确保双向水平地震下钢管混凝土柱端先屈服，能满足连接节点更强的抗震要求；经过构造措施加强的次结构预制楼板与边钢梁有明显的组合空间作用，可对边钢梁扭转形成有效约束。     

装配式轻钢框架-复合轻墙结构抗震性能试验研究

为适应装配式建筑在村镇低层住宅结构发展的需求,提出了一种装配式轻钢框架-复合轻墙结构。该结构由轻钢框架作为竖向承重体系,单排配筋再生混凝土薄墙板作为抗侧力构件与轻钢框架共同抵抗水平地震作用,再生混凝土薄墙板复合EPS保温模块和粉煤灰砌块层形成保温墙体。通过4个装配式轻钢框架-复合轻墙结构和1个轻钢空框架的低周反复荷载试验,分析了墙板分布钢筋间距和墙体构造形式(是否复合粉煤灰砌块层)对该结构抗震性能的影响。研究结果表明：轻钢框架与单排配筋再生混凝土薄墙板协同工作良好,结构具有明确的两道抗震防线,由于复合EPS保温模块和粉煤灰砌块,实现了抗震节能一体化;减小墙板分布钢筋间距和复合粉煤灰砌块层可显著提高结构承载力和延性。基于JGJ 138—2016《组合结构设计规范》及相关文献,给出了装配式轻钢框架-复合轻墙结构的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

新型多高层轻钢结构体系分析比较研究

通过对一个由轻钢楼板和轻钢墙板构成的新型结构体系的研究分析,来考察这种体系的力学性能和技术经济性。并与相同设计条件下采用组合楼板的框架-支撑体系进行比较分析。研究结果表明:新型轻钢结构体系具有较好的经济性能与力学性能,可被广泛应用。     

新型多高层轻钢结构体系分析比较研究

通过对一个由轻钢楼板和轻钢墙板构成的新型结构体系的研究分析,来考察这种体系的力学性能和技术经济性.并与相同设计条件下采用组合楼板的框架-支撑体系进行比较分析.研究结果表明:新型轻钢结构体系具有较好的经济性能与力学性能,可被广泛应用.     

双肢冷弯C型钢低层住宅框架结构抗震性能分析

双肢背靠背C型钢框架是冷弯轻钢结构中的一种结构形式,可用于低层住宅结构体系。为研究双肢背靠背C型钢框架的抗震性能,本文通过试验手段对7个单层单跨钢框架结构进行抗震性能对比研究,探究不同参数对双肢背靠背C型钢框架抗震性能的影响。从试验的影响因素(支撑布置、螺栓间距和轴压比)入手分析其抗震性能,得到框架试件的P-△曲线、骨架曲线以及各个构件的应力-应变曲线,进而分析框架的破坏形式以及结构抗震性能的各项指标。试验结果表明:各个试件均表现出近似的破坏现象,支撑净截面被拉断,梁端和柱角发生局部屈曲,整个框架发生整体失稳。轴压比越大,承载力退化越显著,构件的刚度越高,而刚度退化程度则有所降低;交叉支撑试件的延性性能较好,交叉支撑承载力降低系数高于单向支撑与无支撑的承载力降低系数;随螺栓间距的减小,承载力提高,延性系数减小,刚度退化程度有所提高,但构件的等效粘滞阻尼系数降低,能量耗散系数降低。     

楼板厚度对多层轻钢结构地震响应的影响

过去,人们一直认为钢材的延性好,钢结构在地震作用下不易破坏和倒塌。然而,1994年美国Northridge地震,特别是1995年日本神户地震后,使我们对钢结构的抗震性能有了新的认识。我国是一个地震多发的国家,多层轻钢结构抗震性能的研究及多层轻钢结构的应用和设计,对我国抗震减灾具有重要的理论和实际意义。综合查阅了大量的文献资料,利用有限元分析软件ANSYS,结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和《钢结构设计规范》(GB 500117-2003)对一个多层轻钢结构房屋计算模型进行动力时程响应分析,在分析中不断改变楼板的度,以此探索楼板厚度对多层轻钢结构地震响应的影响。     

多、高层钢结构的抗震性能研究

由梁柱节点形式、钢框架–支撑布置方式,钢结构体系入手展开对多、高层钢结构抗震性能的讨论和研究。对比不同形式梁柱节点对抗震性能的影响,利用试验方式通过有限元法探明不同支撑配置方式下钢框架–支撑结构的抗震性能优劣,对比不同结构体系抗震性能优缺点并分析在实际工程中的适用情况。     

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究.研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低.罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒一巨柱→...     

纯框架体系在多层轻钢住宅中的应用研究

在多层钢结构民用住宅建筑中 ,轻钢框架体系具有施工快、抗震性能好、造价经济的优点。为了促进这种结构体系的应用 ,结合新的抗震规范与国内外的研究成果 ,研究了它的结构特点。通过工程实例的计算 ,研究了纯框架体系在3～ 7层轻钢住宅中的应用 ,分析了层数、地震烈度、楼盖的组合作用、刚架柱的截面形式对轻钢框架体系受力与经济性能的影响。研究表明采用箱形刚架柱 ,并考虑楼盖组合作用的多层轻钢框架住宅 ,在设防烈度 8度或 8度以下地区 ,具有良好的经济指标与抗震性能。     

闽投运营中心主体结构动力弹塑性分析

为保证结构逆作法的施工质量和地铁车站施工安全,闽投运营中心采用框架-支撑核心筒结构体系。该结构是指将框筒结构的钢筋混凝土核心筒替换成支撑框架筒的结构体系。为检验该结构体系的抗震性能,采用PERFORM-3D软件建立结构三维空间模型,输入7组地震波进行弹塑性时程分析,得到结构的变形、内力及能量情况。结果表明:支撑核心筒和外框架可组成有效的多道抗震防线。钢支撑和框架梁是结构的主要抗侧力构件和耗能构件。同时,框架-支撑核心筒结构表现出与框筒结构一致的内力、变形特征。结构的弹性和弹塑性层间位移角均满足框筒结构水平位移限值要求。可见,框架-支撑核心筒结构体系具有良好的抗震性能,可用于其他类似工程。     

轻钢支撑加固混凝土框架抗震性能试验研究

设计制作了单跨2层钢筋混凝土框架和采用轻钢压型钢板加固的单跨2层钢筋混凝土框架各一榀,分别对两榀框架进行低周反复荷载作用试验,分析破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能及轻钢压型钢板加固混凝土框架的有效性。采用SAP 2000有限元软件对试验框架进行Pushover分析,并与试验结果进行对比。研究表明:采用轻钢支撑加固混凝土框架结构可以显著提高结构的抗震性能,具有广泛的工程应用前景。采用SAP 2000可以有效地进行轻钢压型钢板加固的混凝土框架结构计算分析。     

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接钢框架-中心支撑体系抗震性能研究

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接是一种装配化程度较高的半刚性节点。为探讨不同支撑类型下半刚性钢框架-中心支撑结构的抗震性能,基于带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接,对两榀带有交叉形中心支撑或人字形中心支撑的半刚性钢框架试验试件进行了拟静力试验,研究其在低周往复荷载作用下的滞回性能、承载能力及破坏机制。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行数值模拟分析,与试验结果进行对比并说明了误差产生的原因。研究结果表明:半刚性钢框架-支撑体系采用交叉形支撑或人字形支撑时均表现出良好的抗震性能,钢框架与支撑体系协同工作性能良好;支撑先于钢框架破坏,结构具有两道抗震防线;支撑体系为结构整体提供了80%～82%的侧向刚度;该体系采用人字形支撑时比采用交叉形支撑表现出更好的耗能能力。     

钢框架-剪力墙装配式楼板结构拟动力试验

为研究带有装配式楼板的新型混合结构体系的抗震性能,设计一个三层两跨缩尺比例为1/4的结构模型,通过不同地震水平的等效单自由度拟动力试验,对模型的耗能能力、刚度退化情况、变形性能等进行分析。结果表明,板底附加X形水平方向斜撑的不加后浇面层楼板的刚性可以保证结构的空间整体性和水平力的有效传递,该结构体系具有良好的抗震性能,因此在高烈度地区可以考虑用不加后浇面层的装配整体式楼板代替现浇楼板。研究结果为该类结构体系的抗震设计提供可靠的理论依据。     

支撑对多层轻钢框架结构抗震性能影响分析

建立了一个带x形中心支撑的6层轻钢框架结构模型，并对其进行了模态分析和地震响应弹塑性时程分析。通过计算得到基底剪力和动力时程分析结果中结构的顶点位移、最大层间位移等数据，并以此来分析支撑对轻钢框架结构体系抗震性能的影响。结果表明：支撑能提高轻钢框架结构的整体强度和刚度，并能显著提高轻钢框架结构的抗震性能。