型钢混凝土压弯构件抗震性能试验研究

通过对18根剪跨比为4.23的型钢混凝土柱进行低周反复荷载试验,研究型钢混凝土压弯构件的抗震性能.分析了试验构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力,并详细探讨了轴压比和配箍率对型钢混凝土压弯构件抗震性能的影响.试验结果表明型钢混凝土压弯构件具有良好的抗震性能.     

高含钢率SRC压弯柱滞回性能试验研究

中央电视台新台址工程采用的高强度SRC组合柱具有高达30%的含钢率。为了研究其滞回性能,分两个阶段进行了SRC柱的拟静力试验。本文介绍了其中9个试件的试验过程以及试验现象,分析了试件的滞回曲线、延性比以及极限承载力,给出了截面NP-MP理论曲线并与试验结果进行对比。研究结果表明此种高含钢率SRC柱具有良好的抗震性能和变形能力,与普通含钢率的SRC柱有较大差别;采用极限分析方法求得的NP-MP曲线作为计算高含钢率SRC柱截面强度是偏于安全的。     

型钢混凝土异形柱结构受力性能研究的发展现状

型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。     

水平荷载作用下型钢再生混凝土柱受力性能非线性分析

结合低周反复荷载作用下型钢再生混凝土柱抗震性能试验,在已有的再生混凝土本构关系模型和结构非线性分析理论的基础上,采用ABAQUS有限元软件对型钢再生混凝土柱在水平荷载作用下的受力性能进行了非线性分析,获取了型钢再生混凝土柱应力分布云图和荷载-位移骨架曲线,研究了型钢再生混凝土柱的应力分布规律,主要分析了再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率对型钢再生混凝土柱受力性能的影响。研究结果表明,再生粗骨料取代率对型钢再生混凝土柱的承载力及延性变形影响较小;随着轴压比的增大,型钢再生混凝土柱的延性变形降低幅度较大;提高体积配箍率对该柱的受力性能是有利的,合理设计的型钢再生混凝土柱可应用于实际工程中。     

型钢混凝土异形柱结构受力性能研究的发展现状

型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。     

高温下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能

火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升,从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能,考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响,提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证,结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析,研究表明:随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高,构件的承载力逐渐增加,而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响,发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小,随着构件尺寸的增加而增大。     

型钢混凝土斜柱的群钉连接件受力性能分析

主要对型钢混凝土组合结构中的群钉连接件受力性能开展数值模拟研究,建立多层剪力钉受力性能推出试验数值模型,分析群钉连接件承载能力和钉群内部传力不均匀情况.在此基础上,分析混凝土强度等级和剪力钉层数对群钉连接件承载能力与抗剪刚度的折减程度的影响.得出如下结论:布置15层剪力钉时,平均抗剪承载能力下降了26.08％,抗剪刚度...     

北京国贸三期工程高含钢率型钢混凝土异型柱试验研究

以北京国贸三期实际工程为背景,对其核心筒中型钢混凝土异型组合柱进行试验研究。这种柱含钢率高,型钢造型复杂,是一种新型构件。通过对这类构件的轴压、压弯和剪切试验,全面研究构件相应的破坏特征、承载力、滞回性能和延性,并对比研究型钢分散配置后不同连接方式以及不同轴压比的影响。研究表明,这类构件性能良好,且连接板的设置与轴压比大小对性能有直接影响,设计时应予以充分的考虑。通过试验研究提出高含钢率型钢混凝土柱抗剪及压弯承载力计算方法,其计算结果与试验结果符合较好。     

型钢混凝土柱的非线性有限元分析

型钢混凝土柱在现代建筑中越来越多的被采用,以解决普通钢筋混凝土柱在高轴压比下抗震不利的状况。文章基于通用非线性有限元软件ABAQUS对型钢混凝土柱进行水平荷载作用下单调加载全过程模拟,研究了对于型钢混凝土结构的单元选择,材料本构关系的选取。计算结果表明,型钢混凝土柱具有较高的承载能力,较大刚度,骨架曲线下降段较为平缓,具有较好的延性和较好的耗能能力。     

大比尺高含钢率型钢混凝土柱滞回性能试验

对8个含钢率分别为13.12%和15.04%的大比尺型钢混凝土柱进行水平低周反复加载试验,考察高含钢率型钢混凝土框架柱在反复荷载作用下的受力特点、破坏形态和变形特征。试件设计轴压比介于0.5～1.2之间,在压、弯、剪共同作用下发生弯曲型破坏。试验得到荷载-位移滞回曲线及型钢和钢筋的应变曲线,验证了型钢与混凝土的共同工作性能。试件滞回曲线具有良好的饱满性,每级滞回环大致重合,承载力没有发生明显退化,表明构件具有良好的耗能性能和抗震能力。根据平衡方程提出的承载力实用计算方法,可以相对准确的预测内置十字形带翼缘型钢的型钢混凝土柱正截面抗弯承载力。得到的截面M-N关系曲线可以为设计和进一步研究提供参考。     

Experimental study on the static performance of steel reinforced concrete columns with high encased steel ratios

The static performances of 12 steel reinforced concrete (SRC) columns with high encased steel ratios subjected to biaxial bending and axial loadings are studied experimentally. The main design parameters of the specimens in this experiment are the encased steel ratio, axial compression ratio, and shape distribution of the encased steel section. The crack formation, failure processes, bearing capacity, and ductility of the specimens are investigated in detail. The experimental results show that the increased encased steel ratio results in the increased bearing capacity and ductility of the specimens. Furthermore, the stiffness of the specimen degenerates gradually beyond the peak point with an increase in the axial compression ratio. In addition, a more extensive shape distribution of an encased steel section has a positive influence on the ductility of the specimen. A comparison of the yield and peak bearing capacities between the experimental results of this study and the predictions according to Eurocode 4 also highlights that Eurocode 4 would underestimate the bearing capacity of SRC columns with high encased steel ratios because it ignores the confinement of concrete provided from the steel section and hoops and it employs a conservative prediction approach for the simplified axial load‐bending moment curve.     

钢骨截面延展性对高含钢率SRC柱滞回性能的影响研究

在“钢骨截面延展性对高含钢率SRC柱静力性能的影响研究”的基础之上,该文通过一组含钢率为15%的SRC压弯构件反复加载试验,结合理论分析和有限元数值计算,研究了钢骨截面延展性对高含钢率SRC柱骨架曲线、滞回曲线、耗能能力和延性等抗震性能指标的影响,并分析了钢骨、钢筋和混凝土相互作用的机理。研究表明：①构件承载能力和耗能能力随钢骨截面延展性系数D提高而线性增加;②承载能力、耗能能力、延性和卸载刚度均随钢骨截面模量因子α的增大而显著增大;承载能力随约束混凝土因子β线性增加,但β对滞回曲线和变形能力的影响很小;③在加载后期,钢骨翼缘的局部屈曲和混凝土压溃退出工作是导致承载力下降的主要原因;构件的后期承载力、延性和耗能主要依赖于钢骨的贡献。 关键词：     

CCTV新台址主楼高含钢率SRC柱承载性能研究

本文主要研究对象为中央电视台(CCTV)新台址工程主楼外筒中采用的高含钢率SRC柱。采用有限元方法中的六面体单元法和简化截面纤维单元法,分析了高含钢率SRC柱的计算模型和主要参数(含钢率、长细比、轴压比)对其承载力性能的影响,并对两种分析方法的计算结果进行了对比。计算结果表明,高含钢率SRC柱在常用长细比范围内,其承载力性能与短柱相似;同时在较高轴压比作用下,高含钢率SRC柱仍具有较好的延性;六面体有限单元法、简化截面纤维单元法均可用于高含钢率SRC柱的计算分析,基于平截面假定之上的简化截面纤维单元分析方法可以比较精确地分析高含钢率SRC柱的静力承载力;最后,通过比较不同计算方法所获得的计算结果,本文建议将《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-97)所推荐的含钢率不大于15%作为高含钢率和普通含钢率SRC柱含钢率的分界点。这些结论对高含钢率SRC柱受力性能的进一步研究和实际工程推广应用提供了理论基础。     

Hysteretic behavior of encased CFST column bases

通过4个外包式钢管混凝土柱脚试件的低周往复荷载试验和ABAQUS有限元模拟,研究了圆形截面钢管混凝土柱脚外包钢筋混凝土和钢管混凝土构造及外包高度对柱脚的滞回性能影响。研究表明：外包高度为2.5D（D为钢管混凝土柱直径）的试件承载能力较外包高度为1.8D的试件高,但延性和耗能能力差。外包段采用钢管混凝土（即加设方形外包钢板）,因外包段顶部的塑性变形而破坏,能明显提高柱脚的受弯承载力,但其延性相较于采用钢筋混凝土包裹的柱脚会有所降低。通过有限元模拟构件抗震性能发现,有限元模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢骨截面延展性对高含钢率SRC柱静力性能的影响研究

钢骨混凝土柱的受力性能受诸多因素影响,钢骨截面延展性是其中的一个重要影响参数。本文首先定义了钢骨截面延展性系数D,以及截面模量影响因子α和约束混凝土影响因子β,用于定量描述钢骨截面延展程度;通过一组含钢率为15%的SRC柱单调压弯试验和有限元数值分析,考察了钢骨截面延展性对构件承载能力和延性性能的影响。研究表明：①高含钢率SRC柱的荷载-位移曲线变化稳定,试验现象发展平缓,承载力高,延性好;②SRC柱的承载力随截面模量因子和约束混凝土因子的增大而线性增加,承载力与截面延展性系数D有良好的线性变化关系;③试件加载后期的剩余承载力随钢骨截面延展性的提高而提高;④结合试验和数值分析结果,推导了高含钢率SRC柱的钢骨翼缘与腹板厚度比限值,并提出了若干设计建议。     

高含钢率SRC柱轴压承载性能研究

通过对3根含钢率为24.3%的SRC柱的轴压试验,对高含钢率SRC柱构件的轴压承载性能进行了研究。分析了试件的荷载-位移关系曲线特征,揭示了高含钢率SRC柱以钢骨为主要受力部分,依次发生混凝土开裂和压溃、钢筋屈曲、钢骨弯曲失稳等破坏形态。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行了模拟。研究表明,高含钢率SRC柱具有钢构件的承载特性,钢骨塑性阶段的整体失稳导致极限后的承载力下降;工程设计可以采用塑性准则和叠加原理计算其极限承载力。     

桁架式钢骨混凝土梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能试验研究

为研究桁架式钢骨混凝土框架梁-钢筋混凝土柱连接节点的抗震性能,制作12个考虑钢骨含量、腹杆截面面积及轴压比三个变化参数的节点试件,对其进行低周反复荷载试验。试验观察了构件破坏过程,得到了节点梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及各阶段的应变、荷载和位移值,并分析了节点的延性、能量耗散能力、抗剪性能。试验研究表明,该节点形式具有很好的延性和耗能能力,证明在节点区及梁端配有交叉腹杆的桁架式钢骨混凝土梁与钢筋混凝土柱节点连接方法是可靠的,节点能够有效传递弯矩和剪力。在试验研究的基础上建立了恢复力模型,模型和试验能够较好地吻合。研究成果可为工程实践提供参考。     

T形截面钢骨混凝土柱延性性能分析

利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了T形截面钢骨混凝土柱在低周反复荷载作用下的受力性能,综合钢骨混凝土柱现有的试验研究成果,研究了T形截面钢骨混凝土柱在不同轴压比系数、配钢率、混凝土强度等级和长细比等参数对其延性的影响,得出了T形截面钢骨混凝土柱具有很好的延性性能,并提出了不同参数影响下T形截面钢骨混凝土柱满足一定延性要求的轴压比限值。     

高轴压比SRC剪力墙抗震性能分析

采用MSC.Marc建立SRC剪力墙有限元分析模型,通过对5片SRC剪力墙试件的非线性有限元分析,验证了有限元模型的合理性和可靠性。对轴压比和钢骨配钢率对SRC剪力墙抗震性能的影响进行了参数分析。SRC剪力墙的承载能力随轴压比的增加而提高,变形能力随轴压比的增大而降低;承载能力随配钢率的增加而提高,变形能力也有所提高,但轴压比较高时不明显。