异形截面多腔钢管混凝土巨型柱偏压性能

以北京中国尊大厦和天津117大厦巨型柱为原型,进行了4个大尺寸的多腔钢管混凝土巨型柱模型单向重复荷载偏压性能试验,包括1个中国尊八边十三腔巨型柱模型、1个中国尊八边十三腔巨型柱角部腔内设置圆钢管模型、2个天津117大厦六边六腔巨型柱模型,中国尊巨型柱模型缩尺比例为1/13,天津117大厦巨型柱模型缩尺比例为1/12.分析了不同截面形状及构造试件的损伤演化、承载力、变形恢复能力、刚度及其退化,进行了理论计算分析.研究表明:偏压荷载下各试件均具有良好的力学性能;八边十三腔巨型柱角部腔内设置圆钢管,可有效减缓试件损伤发展,明显提高试件承载力和变形能力;六边六腔巨型柱试件偏心距较小时承载力较高,偏心距较大时试件复位能力相对好.采用多国规范及纤维模型法计算了各试件N-M相关曲线和荷载-变形曲线,计算结果与试验结果相比偏于安全;考虑多腔钢管特点,在GB 50936中N-M相关曲线计算方法及韩林海钢管混凝土本构关系基础上,提出了多腔钢管混凝土统一抗压强度f_sc计算的简化修正方法与公式,计算所得试件的N-M相关曲线和承载力均与实测符合较好,可供多腔钢管混凝土柱偏压计算参考.     

十字截面钢管混凝土柱框架中柱节点抗震性能对比研究

现行框架节点试验研究多侧重于平面节点,而结构和构件在地震作用下均处于空间受力状态,为比对平面节点与空间节点的受力性能差异,以十字形截面钢管混凝土异形柱-钢梁中柱节点为研究对象,设计并制作了两个空间节点模型和两个平面节点模型,通过施加恒定轴压比的竖向荷载和低周反复水平荷载,对节点模型进行了加载破坏试验.结果表明:空间节点和平面节点破坏现象基本一致,都具有良好的延性和耗能能力,平面节点更优.轴压比对节点的承载力和延性性能有一定的影响,随着轴压比增大,延性性能降低.     

异形多腔钢管混凝土柱往复轴压性能试验

为研究内置钢筋笼及内置圆钢管对异形多腔钢管混凝土柱在往复轴压作用下受力性能的影响,进行了3个以Z15大厦为原型的大尺寸异形多腔钢管混凝土柱试件的往复轴压试验,分析了各试件的损伤演化、加卸载全曲线、骨架曲线、承载能力、变形能力、刚度及刚度退化、累积耗能及应变,并采用多国规范对3个试件进行了轴压承载力计算.结果表明:内置钢筋笼能够有效提高试件初始刚度及承载能力;内置圆钢管能够进一步提高试件初始刚度和承载力,且能够显著提高试件的延性、累积耗能能力及后期工作性能;采用各国规范计算得到的承载力结果,因均未考虑横隔板的作用及内外钢板不同的屈服机理,均显著小于试验值。因此需要进一步研究适用于多腔钢管混凝土柱的承载力计算方法,同时,建议实际工程中内置圆钢管来提高异形多腔钢管混凝土柱性能.     

T形截面钢骨混凝土异形柱框架抗震性能

参照国家抗震规范8度设防的标准,制作一榀1／2比例的由钢筋混凝土梁和T形截面钢骨混凝土异形柱组成的单跨两层的框架模型。通过拟静力试验,研究了结构的破坏形态、刚度退化、延性与耗能等抗震性能。试验结果表明,T形截面钢骨异形柱框架结构抗震性能良好,柱中钢骨在结构抗震中发挥了明显的作用。试验研究和分析结果表明,钢骨异形柱框架结构的抗震性能可满足抗震设防的要求。     

多腔钢管混凝土分叉柱力学性能有限元分析

为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱的力学性能及设计方法,以北京某超高层建筑异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱为原型,在已进行的低周反复荷载试验基础上,对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱抗震性能进行有限元分析,研究了不同构造措施、不同钢材及混凝土强度等级等参数对钢管混凝土分叉柱抗震性能的影响.结果表明:基于本文提出的有限元建模方法,所得有限元分析结果与试验结果吻合较好;适当增加腔体数,设置肋板、角钢和钢管能够有效提高异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能;在等用钢量下,增加腔体数量比增加钢板厚度能更有效地提高分叉柱抗震性能;不同材料强度对异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能有较大影响,在进行其抗震设计时,宜选用强度等级匹配的钢材与混凝土.     

T形截面钢管混凝土异形柱承载机理数值分析

基于混凝土的塑性损伤模型和钢材的应变硬化模型,对普通T形截面钢管混凝土异形柱(CCFTTS)和双钢管焊接T形截面混凝土异形柱(DCFTTS)在轴向荷载作用下的力学性能进行了数值分析。模拟分析结果表明这两种构件都有类似的失效模式,即钢管都向外发生了屈曲变形。研究发现DCFTTS相比于CCFTTS有着较高的力学性能,因为DCFTTS对混凝土提供更高的侧向约束力。参数分析进一步表明钢管的壁厚、混凝土强度、钢管和混凝土接触面之间的摩擦系数对构件承载力的影响。     

钢骨混凝土异形柱与方钢管混凝土组合异形柱受力性能的有限元分析

采用有限元分析软件和叠加理论分别对钢骨混凝土异形柱与方钢管混凝土组合异形柱的承载力进行分析,结果表明在总配钢量相同的情况下后者比前者的承载力约高16%～18%.有限元分析结果还表明铜骨混凝土异形柱由于混凝土被压碎、钢筋屈服而破坏,但钢骨仍具有承载力.方钢管混凝土异形柱破坏时方钢管与混凝土均已达到极限强度,其整体变形和单肢变形都不明显,各肢变形相对比较协调.     

钢管-混凝土异形柱在钢筋混凝土框架结构优化设计中应用研究

文中以某钢筋混凝土框架结构为例,为了减少原有矩形钢筋混凝土立柱对室内使用面积和装饰的影响,采用等效箱型钢管混凝土异形柱替换原有矩形钢筋混凝土柱,结合框架结构立柱受力对钢管混凝土异形柱力学性能进行分析,结果表明:采用的等效箱型钢管混凝土异形柱满足结构小震弹性的设计要求,能够有效减小立柱截面,增加室内使用面积.     

钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造研究综述

为了解决钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造创新不足的问题,以异形柱的发展改进历程为研究背景,指出钢管混凝土异形柱的优势所在.依据增强外钢管对内部混凝土的约束作用和增加柱肢单元内各钢板稳定性2种思想,将钢管混凝土异形柱分为带约束拉杆或加劲肋的钢管混凝土异形柱、多腔式钢管混凝土异形柱、缀材连接的钢管混凝土异形柱4种类型,对异形柱本身构造改进方面的研究进行综述;按传力构件与柱肢钢管的相对位置,将钢管混凝土异形柱的梁柱节点分为传力构件在钢管内部式和传力构件在钢管外部式2种类型,对相关梁柱节点构造创新方面的研究进行综述.同时,剖析了以上两方面研究现状的不足,指出今后钢管混凝土异型柱及其梁柱节点需要进一步深入研究的关键问题.     

十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能

为研究十字形截面钢混凝土组合异形柱的抗震性能,对5个不同轴压比、配钢形式的试件进行低周反复加载试验。研究了滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能性能等抗震性能,对比分析了轴压比和配钢形式对抗震性能的影响。结果表明,轴压比较大的试件具有更高的承载能力,但延性降低、刚度退化速率加快;与普通钢筋混凝土异形柱相比,在异形柱内配置型钢可改善滞回性能、增强刚度、延性性能、承载能力和耗能性能,减轻破坏程度,从而提高抗震性能。配钢形式为T形钢加方钢管的试件除刚度退化外,其他性能均优于实腹型配钢试件。     

钢管混凝土柱构造与施工问题的探讨

通过两项大中型工业厂房的钢管混凝土柱的施工实践,本文就有关柱身构造、浇注方法及检测手段等提出一些意见,供设计施工参考应用。     

异形柱的结构设计

讨论了异形柱与短肢剪力墙的区别,介绍了异形柱框架结构设计的一般规定、构造措施及设计方法,并对异形柱的受力特点和轴压比控制进行了分析.供结构设计参考.     

异形柱框架延性及耗能能力分析

钢筋混凝土异形柱结构具有与普通钢筋混凝土矩形柱结构不同的特性,其抗震性能是结构工程领域很关注的问题.本研究设计制作了一榀1/3缩尺的两跨三层的异形柱框架模型,通过低周反复荷载作用下的模型试验,分析研究了其延性、耗能能力等抗震性能.试验分析结果表明,试验的异形柱框架具有较好的延性、耗能能力.     

不等肢异形柱截面曲率延性分析

采用非线性全过程数值分析方法, 计算了钢筋混凝土不等肢T形、L形和十字形柱截面模型在多种工况下的截面曲率延性比。以此为基础, 对影响不等肢T形、L形、十字形异形柱截面曲率延性的主要因素作了统计分析,建立了轴压比、纵筋配筋率、体积配箍率、纵筋等级和砼等级等因素与不等肢异形柱截面曲率延性的关系,为不等肢异形柱抗震性能评估提供了依据。     

钢管混凝土柱对爆炸冲击波影响的数值模拟研究

通过LS-DYNA软件对两种截面的钢管混凝土柱在爆炸荷载下爆炸冲击波的传播过程进行了三维数值模拟。混凝土采用HJC模型,钢管采用了考虑应变率的随动硬化塑形模型,炸药采用TNT炸药,使用LS-DYNA程序中的高能炸药爆轰产物压力-体积关系的JWL状态方程分析了爆炸冲击波的传播过程,得到了在不同比例距离下爆炸冲击波在通过两种截面柱子时超压峰值的衰减及增大规律。     

无粘结预应力楼板－异形柱住宅结构体系抗震性能分析

无粘结预应力楼板－异形柱（剪力墙）住宅结构体系将剪力墙、异形柱沿住宅外墙、分户墙和楼、电梯间布置,是一种能实现住户内部自由分割的新型住宅结构体系。为研究该结构体系的抗震性能,依据我国现行结构设计规范,进行了系列结构模型设计,并采用SAP2000对其进行Pushover分析。重点比较了楼板中是否施加预应力、抗震设防烈度、水平力作用形式、房屋层数、楼板中预应力筋对梁的加强作用等因素对该结构体系抗震性能带来的影响。从结构的性能点坐标、结构的力－位移曲线及结构塑性铰的分布和发展等方面来评价结构的整体抗震性能。分析结果表明,该结构体系修建的12层以内的规则对称住宅结构,具有较好的整体抗震性能,能够满足抗震设防烈度为八度和八度以下地区抗震设防的要求。     

不同肢长异型柱框架结构弹塑性时程分析

为提高异型柱框架结构的抗震性能，笔者利用DRAIN-2DX程序，对长肢、底层长肢异型柱框架以及普通异型柱框架分别进行了弹塑性时程地震反应计算，较系统地分析了肢长的变化对结构整体地震反应的影响，为合理确定长肢异型柱的设计参数提供了数值分析依据．得出增大薄弱层异型柱肢长能够显著提高异型柱框架结构的抗震性能的结论．底层长肢异型柱框架能有效地克服了普通异型柱框架底层的薄弱现象；各层层间位移分布更为均匀，有利于抗震；对控制各层位移比普通异型柱框架更为有效．     

异形柱框轻结构钢筋混凝土模壳密肋楼盖体系在住宅中的应用

结合工程实例论述了异形柱框轻结构钢筋混凝土模壳密肋楼盖体系在住宅中的应用,并对照传统砖混结构提出了该体系的几大优点,认为该住宅体系是砖混结构的优选替代。