钢框架—内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体抗剪滞回性能研究

钢框架—内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体(PF-CFSF)结构体系可适用于多、高层建筑结构。采用SAP2000有限元分析法针对PF-CFSF结构在水平低周往复荷载下的抗剪滞回性能进行分析,结果表明采用SAP2000有限元法能够较精确的模拟PF-CFSF结构的滞回性能,PF-CFSF结构由于钢框架的参与相对于冷弯薄壁型钢复合墙体耗能能力加强;随着水平位移级的增加,钢框架分担的剪力和耗能能力均相应增大。同时给出了PF-CFSF结构协同工作的抗侧承载力计算简化公式,可用于PF-CFSF结构体系抗震设计。     

钢框架-轻钢龙骨隔墙体系抗侧力数值模拟分析

近些年钢结构住宅体系得到了很快的发展,对钢结构墙体的研究也逐渐深入。运用有限元软件模拟刚性连接的钢框架与轻钢龙骨的组合结构体系,研究其抗侧力性能。对变化轻钢龙骨隔墙形式的3组模型进行低周往复加载数值模拟,得到其滞回曲线、骨架曲线、承载力、初始刚度及结构的耗能性能,对比分析了轻钢龙骨隔墙及钢框架的连接方式对墙体的影响。模拟结果表明:龙骨外加蒙皮大幅度增加了墙体的承载能力、结构刚度;结构承载力及刚度由轻钢龙骨与蒙皮之间的连接构件强度确定;刚性连接钢框架的初始刚度及承载力高于半刚性连接钢框架。更多还原     

可更换梁段腹板开孔的梁柱节点滞回性能研究

为解决钢框架梁柱节点焊缝脆性破坏及震后修复问题,提出一种带腹板开孔型可更换梁段的钢框架梁柱节点。通过ＡＢＡＱＵＳ建立有限元分析模型,分析腹板开孔半径和开孔位置对新型节点滞回性能的影响。结果表明:所有模型的塑性铰均出现在可更换耗能梁段处,非耗能梁段基本处于弹性阶段,能在震后实现可更换耗能梁段的修复。研究表明,新型节点的承载力随腹板开孔半径的增大而减小,腹板开孔半径对新型节点滞回性能影响较小。给出腹板开孔半径和开孔位置的取值范围,为工程设计提供参考。     

钢连梁剪切屈服型混合连肢墙体系节点滞回性能有限元分析

在高层建筑连肢墙体系的设计中,为了提高钢筋混凝土连续梁的抗震性能,其设计和施工的难度相应增加,因此采用型钢连梁代替钢筋混凝土连梁.为了研究这种新型结构体系节点的滞回性能,采用有限元软件ABAQUS建立钢连梁剪切屈服型混合连肢墙的非线性有限元模型,对钢连梁在循环荷载作用下的滞回性能、核心区应力分布进行了分析,并且考虑了轴...     

两跨三层型钢超高强混凝土框架抗震性能试验研究

为研究型钢超高强混凝土框架的抗震性能,在恒定轴向压力和往复水平荷载作用下对一榀两 跨三层的型钢超高强混凝土框架进行试验研究,观测其破坏形态,得到框架试件的荷载—位移滞回曲 线,分析了型钢超高强混凝土框架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、强度及刚度退化等力学性能。 结果表明:本框架试件基本实现了梁铰破坏机制,在试验轴压比高达０．３８的条件下,试件的滞回曲线圆 润饱满,位移延性系数为４．３２～６．０６,极限破坏时的等效黏滞阻尼系数达到０．２９５,框架试件的强度和刚 度退化较为平缓,说明其具有良好的变形性能和耗能能力,即型钢超高强混凝土框架的抗震性能优良。     

考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点滞回模型研究

为考虑反复荷载作用下累计损伤对型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架节点力学性能的影响,进行了分析研究。该文将损伤指标引入到考虑软化段的三线型滞回模型中,建立了考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点荷载-位移滞回模型,并分析了轴压比和混凝土强度对节点强度退化的影响。结果表明,理论计算与试验结果吻合较好;加载后期轴压比大的节点强度退化较快;混凝土强度高的节点加载前期强度退化较小;其受力后期抵抗位移以及荷载循环次数的能力大大下降。考虑损伤累积效应的滞回模型较为准确地模拟了SRHSHPC框架节点在反复荷载作用下的滞回性能,反映了框架节点产生损伤后其强度和刚度的退化规律,可为SRHSHPC结构的非线性地震反应分析提供理论依据。     

型钢边缘构件-钢连梁焊接型混合连肢墙节点滞回性能有限元分析

通过利用ABAQUS有限元软件对型钢边缘构件-钢连梁焊接型混合连肢墙(HCW)节点滞回性能进行有限元分析,研究混合连肢墙在低周循环荷载作用下的抗震性能,并将有限元计算结果与试验结果进行了对比,吻合情况较好。同时,试验研究与有限元分析结果均表明:节点滞回曲线饱满,且延性系数及极限承载力较高,表明节点具有良好的抗震性能。     

轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲承载力试验与设计方法研究

为研究轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲性能和承载力设计方法,对32根不同截面和长细比的等肢角钢进行了轴压承载力试验。试验结果表明,冷弯薄壁等肢角钢轴压长柱试件发生弱轴弯曲屈曲,中长柱和短柱试件主要发生局部屈曲和强轴弯曲屈曲,且表现出较好局部屈曲后强度。采用ABAQUS有限元软件对试验试件进行了模拟,屈曲模式和承载力分析结果与试验结果吻合良好,表明采用有限元模型分析此类等肢角钢屈曲和承载力是可行的。进而采用有限元模型对轴心受压等肢角钢进行了参数化分析,发现长细比越大,构件极限承载力越小;随着宽厚比的增大,极限承载力增长减缓;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力与屈服承载力比值增大不明显。将试验结果与直接强度法计算结果进行对比,发现采用直接强度法计算角钢承载力偏于保守。最后基于试验和数值分析结果提出轴心受压冷弯薄壁等肢角钢构件承载力计算的直接强度法修正公式,试验结果表明修正公式可行。     

装配式损伤可控钢质铰滞回性能研究

为提高装配式梁柱节点的滞回性能,实现其损伤破坏区域的可控制性,提出一种装配式损伤可控钢质铰,钢质铰中设置狗骨式上下翼缘,使塑性铰外移远离节点核心区。设计两种不同构造形式的装配式损伤可控钢质铰,通过低周往复荷载试验与有限元参数分析,考察损伤可控钢质铰的滞回性能与损伤可控性能。结果表明,损伤可控钢质铰的塑性累积耗能发生在翼缘狗骨削弱区域,翼缘非削弱区域未屈服;损伤可控钢质铰的滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力,两种钢质铰的延性系数都在7.0以上,等效黏滞阻尼系数都达到0.5以上,且强度无明显的退化;D字型钢质铰的滞回性能优于T字形钢质铰。L/b_f、b/L和c/b_f的变化对翼缘狗骨削弱型钢质铰的初始刚度影响较小,峰值承载力随着L/b_f、b/L和c/b_f的增大而减小,且c/b_f对峰值荷载的影响较为明显。     

钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能研究

穿芯高强螺栓—端板节点具有工厂化生产、现场组装、混凝土浇筑方便的特点。为研究钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能,该文应用ANSYS有限元软件对其进行三维实体建模,采用循环荷载对其进行了材料、几何、接触三重非线性有限元分析。结果表明,采用该节点的框架具有良好的延性和耗能能力,轴压比和混凝土强度对框架性能影响较大,降低高强螺栓预拉力对框架受力性能影响较小。该节点具有比传统内隔板式节点更好的力学性能和抗震性能。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

带缝钢板外包混凝土剪力墙性能研究

为延缓、解决带缝钢板墙面外屈曲,解决钢板墙建筑防火、消除钢板的响声等问题,提出带缝钢板外包混凝土剪力墙的构想并对其性能进行研究。利用有限元ANSYS对12 mm厚纯带缝钢板墙(SP-WS)和带缝钢板外包混凝土墙(C-SPWS)两组试件进行数值模拟。结果表明,C-SPWS较SPWS抗剪极限承载能力提高了54%,弹性刚度提高了16.7%;整体面外变形由58 mm减小到4.5 mm;约束面外变形未出现明显的整板屈曲变形,滞回曲线未出现捏拢现象而更为饱满。外包混凝土板对带缝钢板墙的整体屈曲起到了很好的约束作用,C-SPWS的弹性侧移刚度和抗剪极限承载力均有所提高,表现出更好的延性性能和稳定的耗能能力,抗震性能提高。     

地震作用下异形柱框架剪力墙结构受力分析

采用通用的有限元计算软件,对异形柱框架剪力墙结构进行了受力分析,给出了在地震作用下结构的应力和变形的分布规律,为异形柱框架剪力墙结构的设计和施工提供了一定的参考依据。     

填充墙对框架结构约束效应分析

填充墙与框架的相互作用机制非常复杂,为了分析填充墙对框架的约束效应及短柱的形成机制,采用有限元软件ABAQUS建立10个带有填充墙的框架模型,分析开洞率及填充墙刚度不同时,填充墙对框架的约束效应。模型分析结果表明,随着洞率γ减小、填充墙刚度增大,填充墙对柱的约束效应变得明显。研究结果可为结构中填充墙的设计与布置提供参考依据。     

带缝钢板剪力墙中部加劲性能有限元分析

工程中带缝钢板剪力墙(SPWS)由于开缝的影响,对其外覆保温、隔热和防水等材料等产生不利影响,钢板墙中部凸曲失稳而造成耗能损失,而且不便于拆换。通过参照非开缝钢板剪力墙常用的加劲形式,对SPWS中部进行"十字"加劲,并以国内某工程实例为模型进行了有限元分析。结果表明,中部加劲对SPWS的初始抗侧刚度、极限承载力、延性、耗能、面外变形和屈曲模式均有一定程度的影响,且能有效防止因倾覆弯矩而导致的边缘小柱提前屈曲。中部加劲能调节SPWS刚度分布、减少面外变形、提高延性和耗能性能的效果,可为工程设计提供参考。     

交错桁架结构体系与钢框架的性能对比分析

简要介绍了交错桁架结构体系的基本组成和主要特点,并通过有限元分析方法对交错桁架结构体系和框架结构体系进行比较分析,结果表明交错桁架结构体系是一种灵活的大空间建筑体系和受力性能优良的新型结构体系,综合经济效益显著,适应我国建筑业发展的需要,应得到深人的研究和广泛的推广应用。