柱脚耗能的连柱钢支撑结构抗震性能分析

为了提高连柱钢支撑结构耗能能力,增加耗能连梁进入塑性的程度,提出在柱脚处设置耗能连梁,形成柱脚可耗能的连柱钢支撑结构形式。设计了柱脚耗能的连柱钢支撑结构试件,采用ABAQUS有限元分析软件,对试件进行低周往复加载,分析耗能连梁长度和支撑跨跨度等设计参数对结构滞回性能的影响。分析结构的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及耗能能力等方面的特征,结果表明:柱脚可耗能的连柱钢支撑结构滞回曲线比较饱满,耗能能力较强,破坏模式是较为理想的。随着耗能连梁长度增加,结构的承载力和刚度下降,结构的耗能能力呈现先增加后降低的趋势,建议耗能连梁长度取值范围(1. 0～1. 51) Mp/Vp,其中,Mp为耗能连梁的塑性抗弯承载力,Vp为耗能连梁的抗剪承载力。随着支撑跨跨度的增加,结构的承载力和刚度以及耗能能力方面都有所增加。     

摩擦型耗能柱脚连柱钢支撑框架抗震性能有限元分析

连柱钢支撑框架结构是一种新型的功能可恢复结构,为了增大耗能连梁的剪切变形程度,提高耗能能力,将支撑柱脚设计为可抬起柱脚,并在柱脚处设置摩擦耗能阻尼器.采用ABAQUS软件建立了摩擦型耗能柱脚连柱钢支撑结构有限元分析模型,对试件结构进行了低周往复加载,通过改变支撑尺寸及耗能连梁高度来改变支撑和耗能连梁的刚度比,分析其破坏...     

长圆孔腹板连梁连柱钢框架结构抗震性能研究

耗能连梁是连柱钢框架结构的重要构件,传统耗能连梁在往复荷载下常常出现加劲肋与腹板间焊缝的首先破坏,从而降低了塑性转动能力。为了提高耗能连梁转动能力,并使其尽早进入塑性耗能,可采用长圆孔腹板耗能连梁代替传统的耗能连梁。通过ABAQUS有限元软件分析了配置长圆孔腹板耗能连梁连柱框架结构的滞回性能。分析结果表明:耗能连梁腹板厚度t_w的增加可以提升结构的刚度、承载力以及耗能能力。孔间柱长宽比β越小,结构性能越好,考虑应力集中与钢材初始缺陷,建议设计时β可取1～1. 2。长圆孔腹板耗能连梁长度L的增加可以提升结构耗能性能,但L过长时,塑性发展不充分,不能充分发挥材料性能,宜取主结构跨度的16%～22%。提升框架钢材等级可以显著提升结构的承载力,并降低刚度退化幅度。     

多层高强钢组合K形偏心支撑钢框架抗震性能研究

高强钢组合偏心支撑是指耗能连梁采用普通钢材(Q345),而框架梁、柱等非耗能构件采用高强度钢材(Q460)的偏心支撑结构,这种结构体系不仅有效降低了构件截面,而且有助于高强度钢材的应用推广。为了研究其抗震性能,对1∶2缩尺比例的三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架整体试件进行了低周往复加载试验,耗能连梁均为剪切屈服型。试验结果表明:高强钢组合K形偏心支撑结构具有较高的承载能力、良好的位移延性和耗能能力,二层耗能连梁的腹板受剪撕裂是试件破坏的标志,导致整体结构的承载力下降。试件最终破坏时,非耗能构件基本处于弹性受力状态,耗能连梁的弹塑性变形消散了大部分地震能量。另外,高强钢组合K形偏心支撑结构的延性指标受耗能连梁长度(e)与框架梁长度(L)比值影响,也与耗能连梁的转动能力有关,e/L越大,耗能连梁越接近于弯曲破坏,延性性能越好。     

双连梁与深连梁剪力墙结构抗震性能对比分析

依据汶川地震中双连梁剪力墙和深连梁剪力墙结构的实际震害对比,建立采用两种不同连梁结构形式的双肢剪力墙试件的有限元模型,运用有限元分析软件进行非线性计算,对比分析双连梁与深连梁剪力墙模型的破坏形态、极限承载力、滞回性能、延性及耗能能力。研究结果表明:与发生剪切型破坏的深连梁相比,双连梁屈服后剪力墙整体结构仍具有一定的抗侧变形能力,双连梁可以承受较大的塑性转角,成为剪力墙结构良好的耗能构件;双连梁剪力墙结构的位移延性及耗能能力均优于深连梁剪力墙结构,但其极限承载力和抗侧刚度较深连梁剪力墙结构低。     

分层装配式支撑钢结构工业化建筑体系抗震性能试验研究

对2层4跨足尺结构进行了拟静力加载试验,考察了分层装配式支撑钢结构在水平地震作用下的抗侧力机制、破坏模式与滞回特性,以及刚度和承载力的变化规律。试验结果表明,支撑是主要抗侧力构件,结构弹性阶段的抗侧刚度几乎完全由支撑提供,研制的新型支撑具有良好的延性工作性能。结构体系在往复荷载下失效演进过程表现为支撑受压失稳、支撑受拉屈服、柱脚截面部分屈服、节点处梁翼缘循环拉压变形、柱脚端板连接焊缝开裂和柱脚全截面屈服形成塑性铰。改进后的梁贯通式节点可以保证框架在塑性大变形阶段分担相当比例的水平地震力,因而可作为该结构的第2道防线。鉴于结构体系耗能能力一般,抗震设计时可以考虑一定的地震作用放大系数。     

带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的#br# 钢框筒结构抗震性能试验研究

为研究带可更换低屈服点耗能梁段 端板连接的钢框筒结构(SFTS-RSLs)抗震性能和震后可更换能力,以耗能梁段长度和楼板组合效应为研究变量,设计3个2/3缩尺的单层单跨SFTS-RSLs子结构平面试件。框筒柱和裙梁采用Q460高强钢,耗能梁段采用低屈服点钢LYP225。通过水平低周往复加载试验对结构的破坏模式、刚度、承载力、耗能能力、延性、可更换能力以及耗能梁段塑性转角与超强系数进行研究。试验结果表明：试件滞回曲线饱满,延性高,具有稳定、良好的耗能能力和塑性变形能力;耗能梁段的破坏模式主要为翼缘严重屈曲且翼缘 端板焊缝撕裂或腹板撕裂;耗能梁段超强系数均值约为1.95,极限塑性转角超过0.18rad,远大于AISC 341-16规定的塑性转角限值0.08rad;楼板组合效应对结构承载力、耗能能力、延性、可更换能力、耗能梁段塑性转角和超强系数影响不大,对结构的弹性刚度影响显著;减小耗能梁段长度能够提高结构承载力、抗侧刚度、耗能梁段塑性转角和超强系数,但会降低结构的耗能能力和延性;加载过程中,结构的塑性变形与损伤集中在耗能梁段,框筒柱和裙梁处于弹性状态,有利于结构震后修复与正常使用功能的快速恢复。     

V形偏心支撑钢框架的抗侧刚度与极限承载力研究

为了便于计算V形偏心支撑钢框架结构体系的层间侧移与耗能连梁转角,更好地理解V形偏心支撑受力特点,基于结构力学基本假定,给出其在侧向力作用下的耗能连梁剪力和支撑轴力计算式;依据侧向位移拆分原则,利用连梁剪力和支撑轴力表达式,推导出V形偏心支撑结构的弹性抗侧刚度,通过30个算例对比说明,抗侧刚度算式有较高的精度;在V形偏心支撑结构弹性内力分析的基础上,对比GB 50017—2003《钢结构设计规范》,对支撑杆件的设计提出新的建议;基于虚功原理和小变形假定:当已知外力分布时,依据偏心支撑达到极限状态时的典型屈服机制,推导出V形偏心支撑极限承载力算式,利用SAP 2000对10层算例进行推覆分析,验证极限承载力计算式。     

带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构抗震性能试验研究

为研究带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构(SFTS-RSLs)抗震性能和震后可更换能力,以耗能梁段长度和楼板组合效应为研究变量,设计3个2/3缩尺的单层单跨SFTS-RSLs子结构平面试件。框筒柱和裙梁采用Q460高强钢,耗能梁段采用低屈服点钢LYP225。通过水平低周往复加载试验对结构的破坏模式、刚度、承载力、耗能能力、延性、可更换能力以及耗能梁段塑性转角与超强系数进行研究。试验结果表明:试件滞回曲线饱满,延性高,具有稳定、良好的耗能能力和塑性变形能力;耗能梁段的破坏模式主要为翼缘严重屈曲且翼缘-端板焊缝撕裂或腹板撕裂;耗能梁段超强系数均值约为1.95,极限塑性转角超过0.18rad,远大于AISC 341-16规定的塑性转角限值0.08rad;楼板组合效应对结构承载力、耗能能力、延性、可更换能力、耗能梁段塑性转角和超强系数影响不大,对结构的弹性刚度影响显著;减小耗能梁段长度能够提高结构承载力、抗侧刚度、耗能梁段塑性转角和超强系数,但会降低结构的耗能能力和延性;加载过程中,结构的塑性变形与损伤集中在耗能梁段,框筒柱和裙梁处于弹性状态,有利于结构震后修复与正常使用功能的快速恢复。     

柱脚可抬起的连柱钢支撑结构抗震性能研究

为研究连柱钢支撑结构的抗震性能,提出了中柱采用可抬起柱脚的连柱钢支撑结构体系,并给出了可抬起柱脚的典型构造。设计了2个中柱柱脚采用不同形式和2组高跨比不同的连柱钢支撑结构体系。采用ABAQUS有限元分析软件对试件进行循环加载,对比分析了结构的滞回曲线、破坏机理、以及塑性耗能分布等方面的特征。利用等能量原理将试件的正向骨架曲线简化为三折线模型,研究高跨比变化对耗能段可替换层间位移角范围的影响。研究结果表明:柱脚可抬起的连柱钢支撑结构体系与普通刚接连柱钢支撑结构体系相比,其破坏模式更为理想、耗能机制更加合理、延性以及耗能能力更好。结构跨度增大,耗能段替换层间位移角范围的上限随之增大;层高增大,耗能段可替换层间位移角范围的上限和下限都随之减小。     

BIM专栏

BIM在中国,不是一时兴起的"思潮"或"话题",它很可能伴随并影响每个建筑企业,设计者及相关行业的每日工作的转变。它的发展是持续的,正在发生着的;它的未来是开放的,有着无数的可能性;我们无法用一期杂志的篇幅对BIM一言以蔽之。因此通过建立一个长期的BIM专栏,及时跟踪BIM发展中的国内外最新动态、事件、人物,记录BIM在中国播种、生长的春华秋实。     

设有通道的格构柱换算长细比

通过虚功原理,提出格构柱缀材同时采用缀条和缀板时,绕虚轴的换算长细比计算表达式,并结合实际工程给出算例。计算式综合反映了缀条和缀板对格构柱剪切变形的影响,可供工程设计人员对类似厂房柱设计、加固等借鉴引用。     

空间异形柱框架中异形柱的力学特性

运用非线性有限元方法对空间异形柱框架及矩形柱框架作推覆分析,根据计算结果,分析空间异形柱框架中异形柱不同于矩形柱的力学性能,探讨异形柱设计中应注意的问题。     

关于钢柱对接偏差引起的柱承载力分析

某工程在施工过程中,柱子对接时出现超过规范允许值的偏差。对格构柱分肢的强度、稳定承载能力和格构柱整体承载力进行分析。结果表明,柱偏位使构件的计算长度系数发生改变,同时产生了附加弯矩;对分肢构件进行轴压下弹塑性分析得知,偏位部位容易产生应力集中,因此,加固方案应该在消除应力集中方面采取相应措施。     

RC框架结构强柱弱梁研究探讨

总结了国内外在钢筋混凝土矩形柱框架结构“强柱弱梁”问题的研究成果,对其中的不足之处进行了探讨,通过对其研究成果进行分析,提出了矩形柱结构相关研究的一些关键问题,为今后的研究提供参考。     

双肢缀条式格构柱换算长细比的分析

通过能量法对双肢缀条式格构柱换算长细比进行推导和分析,给出不同缀条布置形式时换算长细比的计算公式,并分析了与GB50017-2003《钢结构设计规范》给出公式中换算长细比系数之间的误差,同时给出了不同缀条布置形式及不同缀条夹角与换算长细比系数之间的关系曲线,可供工程设计人员进行参考.     

短柱型破坏的型钢混凝土-混凝土转换柱剪切受力性能研究

型钢混凝土-混凝土(SRC-RC)转换柱容易产生"短柱型"剪切破坏,此类剪切破坏类似于钢筋混凝土短柱的剪切破坏,剪切斜裂缝贯通整个钢筋混凝土部分。以7个SRC-RC转换柱试件和2个钢筋混凝土对比试件的低周反复荷载试验为基础,建立了受力模型用于分析"短柱型"剪切破坏形态和机理以及产生此类破坏的内在因素。产生"短柱型"剪切破坏转换柱试件的滞回曲线呈现倒S形,"捏拢"现象明显,刚度随着循环次数的增加退化迅速。采用箍筋加密措施能够有效改善转换柱的抗震性能,使其表现出较钢筋混凝土柱更好的抗剪承载力和延性。     

地铁车辆基地停车列检柱式检查坑钢柱施工工艺

乌鲁木齐市轨道交通2号线一期工程哈马山车辆基地作为地铁2号线的车辆基地,其主要作用是用作地铁2号线地铁车辆检查、维修停工场地,保证日常运行地铁的安全,是地铁运营中必不可少的环节.车辆基地运用库作为地铁检修的主要工作区域,共设置16道柱式检查坑,检查坑采用Q235B型钢加工成型.传统柱式检坑为混凝土现浇结构,钢柱为采用型...     

水平低周反复荷载作用下预应力叠合框架柱与整浇框架柱的对比分析

根据两榀预应力叠合框架和一榀整浇框架的实测资料 ,对预应力叠合框架柱和整浇框架柱的受力变形性能进行了对比研究 ,分析了叠合框架柱在水平低周荷载作用下进入弹塑性阶段后 ,受拉区钢筋出现应变超前的本质原因。提出了水平低周反复荷载下叠合框架节点刚度弱化现象及加强节点刚度的构造措施 ,对预应力叠合框架在地震区的应用具有现实意义