火灾后型钢混凝土异形柱承载力研究

<正>青岛理工大学开展了火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压正截面承载力简化计算方法的研究。试验试件共35根型钢混凝土异形柱,其中十字形截面柱9根,T形截面柱8根,等肢L形截面柱9根,不等肢L形截面柱9根。提出了折算截面法,计算火灾后型钢混凝土异形柱偏心受压时正截面承载力,根据试验结果确定了相应的修正系数,计算值与试验值吻合较好。     

火灾后型钢混凝土异形柱正截面承载力非线性分析

为了研究火灾后型钢混凝土异形柱的正截面承载力,在9根十字形、8根T形、9根等肢L形(简称DL形)和9根不等肢L形(简称BL形)型钢混凝土柱试验研究的基础上,编制了MATLAB非线性程序,通过对比表明运算结果与试验结果基本吻合。利用程序分析了弯矩作用方向角、含钢率、混凝土强度等级和偏心距对火灾后型钢混凝土异形柱正截面承载力的影响。试验结果表明:火灾后型钢混凝土异形柱破坏形式分为受拉破坏、受压破坏、轴心受压破坏和界限破坏;截面应变分布也基本符合平截面假定;在偏心距一定的情况下,0°加载角的承载力高于45°加载角的承载力。在其它因素一定的条件下,构件的极限承载力随含钢率的增大而增大,与混凝土强度等级呈正比,随偏心距的增大而减小。     

扩大十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点抗震承载力试验研究

提出了内置扩大正、斜向十字形截面型钢混凝土柱-工字钢型钢混凝土（SRC）梁节点的构造方式。通过对4个内置扩大正十字形和斜向十字形截面的型钢混凝土柱-SRC梁节点试件和1个内置普通十字形截面型钢混凝土柱-SRC梁节点试件的低周反复荷载试验,研究了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、剪切变形和钢材应变,分析了配钢形式、加载角度和构造措施（直接焊接、竖向隔板连接）对节点受力性能的影响,并在此基础上对节点核心区受剪承载力进行了计算。试验结果表明：上述两种新型截面型钢混凝土梁柱节点均发生节点区剪切破坏,达到极限状态时,节点区箍筋及型钢腹板应力均达到屈服强度,试件型钢及翼缘框内混凝土仍能承担较大荷载,并趋于稳定;新型SRC梁柱节点核心区剪力-剪切角滞回曲线饱满,无捏缩现象,其受剪承载力比相同破坏模式的普通型钢混凝土梁柱节点试件大;柱内采用斜向布置十字型钢以及梁柱正交时,节点试件的剪切承载力更大,所提出的两种构造措施对节点承载能力影响不大。     

型钢再生混凝土组合柱正截面受力性能的有限元分析

采用OpenSees作为有限元分析平台对6根型钢再生混凝土轴压试件和9根偏压试件进行受压静载试验全过程的非线性数值模拟,分析了再生混凝土取代率、长细比及混凝土强度对型钢再生混凝土组合柱轴心受压承载力的影响和再生混凝土取代率、相对偏心距及混凝土强度对型钢再生混凝土组合柱偏心受压承载力的影响。在分析中,选用基于柔度法的纤维模型进行型钢再生混凝土柱的静力非线性分析,并结合梁柱杆件单元,根据不同的材料属性对型钢再生混凝土柱正截面进行精细划分,来实现型钢再生混凝土柱的模拟技术。与试验的对比分析表明,OpenSees能够有效地模拟型钢再生混凝土柱正截面的受力和变形过程,具有较好的计算精度。     

双向偏心受压型钢混凝土柱有限元分析

双向偏心受压型钢混凝土柱是地震区型钢混凝土结构的重要构件,其受力情况和破坏机理较为复杂。采用大型通用有限元软件ANSYS对双向偏心受压SRC柱正截面承载力进行了模拟分析。通过对25根SRC柱双向偏心受压试件的模拟,较真实地模拟SRC柱在偏心荷载作用下的荷载位移过程,计算结果与试验符合较好,从而验证了有限元程序模拟试验的准确度与可行性。在此基础上,又对试验数据较少的配十字型钢SRC柱双向偏心受压构件进行了全过程模拟,从理论计算角度做了非线性分析,计算结果与配工型SRC柱较为一致,为进一步了解其力学性能和SRC柱偏心受压构件的设计提供了理论依据。     

非对称十字形配钢SRC柱地震损伤特征分析

为避免型钢混凝土(SRC)结构在节点处的大量钢筋焊接作业和钢筋穿孔削弱柱型钢截面强度,提出一种非对称十字形配钢SRC柱的构造形式.考虑钢材对混凝土的约束作用,完成了九组SRC柱在低周往复加载下的有限元模拟.以混凝土受压损伤云图表征混凝土损伤演化特征,以累积损伤应变云图反映型钢的损伤分布.研究表明:相同含钢率下,非对称十...     

非对称十字形配钢型钢混凝土矩形截面柱抗震性能试验研究

为适应型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)框架结构在边柱、角柱部位不均匀受力的特征,并简化施工、避免大量型钢开孔和钢筋焊接,提出非对称十字形配钢SRC矩形截面柱构造。开展7根非对称十字形配钢SRC矩形截面柱和1根对称十字形配钢SRC矩形截面柱的低周往复加载试验,分析配钢形式、剪跨比、轴压比和体积配箍率等主要设计参数对柱抗震性能的影响。结果表明：不对称配钢形式使SRC柱的正、负向承载力不对称,正向加载(型钢内缩侧受压)比负向加载先达到峰值荷载;在相同含钢率下,非对称十字形配钢SRC矩形截面柱可达到与对称配钢形式相近的抗震性能;剪跨比的增大使柱的刚度衰减率降低,延性增加,耗能能力提高;增大轴压比,柱刚度退化加剧,延性降低,耗能能力减弱;提高体积配箍率将改善柱的耗能能力和延性。     

组合十字形钢管混凝土柱承压性能有限元分析及承载力计算

为研究组合十字形钢管混凝土柱承压性能(轴压、偏压)和承载力计算方法,以有限元软件ABAQUS分析为主要研究手段,结合已有的6个试件的实测数据,并以偏心距、长细比、截面含钢率、混凝土强度等级和钢材屈服强度为变化参数进行了26个试件的拓展分析,探讨了各影响参数对组合十字形钢管混凝土柱承压性能的影响,分别研究了组合十字形钢管混凝土柱轴心受压柱和偏心受压柱的极限承载力计算方法,并提出实用设计算式。研究结果表明：组合十字形钢管混凝土柱极限承载力随着偏心距和长细比的增加而降低,随着含钢率、混凝土强度和钢材屈服强度的提高而提高,其中偏心距和混凝土强度较小时承载力退化较快,承载力随含钢率的增加呈近线性增长,槽钢强度的提高更能提高试件的承载能力。基于约束混凝土理论提出的组合十字形钢管混凝土承压(轴压、偏压)极限承载力计算方法有较好的适用性。     

Experimental study on seismic behavior of steel reinforced concrete rectangular column with unsymmetrical cross-shaped steel section

为适应型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)框架结构在边柱、角柱部位不均匀受力的特征，并简化施工、避免大量型钢开孔和钢筋焊接，提出非对称十字形配钢SRC矩形截面柱构造。开展7根非对称十字形配钢SRC矩形截面柱和1根对称十字形配钢SRC矩形截面柱的低周往复加载试验，分析配钢形式、剪跨比、轴压比和体积配箍率等主要设计参数对柱抗震性能的影响。结果表明：不对称配钢形式使SRC柱的正、负向承载力不对称，正向加载(型钢内缩侧受压)比负向加载先达到峰值荷载；在相同含钢率下，非对称十字形配钢SRC矩形截面柱可达到与对称配钢形式相近的抗震性能；剪跨比的增大使柱的刚度衰减率降低，延性增加，耗能能力提高；增大轴压比，柱刚度退化加剧，延性降低，耗能能力减弱；提高体积配箍率将改善柱的耗能能力和延性。     

圆截面Q460高强钢SRC柱轴心受压力学性能研究

为研究圆截面Q460高强钢-混凝土组合柱(SRC柱)在轴心受压作用下的承载力性能以及现有理论计算方法的适用性,对2根实际工程构件缩尺模型进行轴心加载试验,研究SRC柱的破坏方式、裂缝发展及承载力,并通过有限元分析研究了SRC柱加载过程中混凝土部分和钢骨部分的应力变化。对型钢屈服强度、翼缘厚度、腹板厚度以及箍筋间距的变化对SRC柱承载力影响进行有限元参数分析。结果表明:内置钢骨能够有效分担轴力,同时提高组合柱的承载力和延性。对中、欧、美规范理论计算的承载力的比较结果表明,由于未考虑箍筋对混凝土的约束作用,理论值相比有限元结果偏小。根据GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》对混凝土强度增大系数的规定,将其计算方法与JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》中方法结合来计算轴压承载力,计算值误差控制在10%以内,更适用于高性能钢和高含钢量SRC柱轴心受压设计。     

钢格栅板与钢梁焊接对钢梁稳定性的影响

随着钢格栅板作为平台板的广泛使用，经常会受到人的走动或者机械的振动等动荷栽作用，因此，对于动荷载较频繁的环境或者地震高发地区，钢格栅板一般采用焊接安装。在现有研究成果的基础上，运用有限元方法，对焊接钢格栅板的钢梁的稳定承载能力进行了系统的分析，得到一些有益的结论和新的见解。     

钢结构工程压型钢板设计与施工

通过具体工程实践,着重介绍了钢结构工程钢-混凝土复合楼面压型钢板施工详图设计构造和结构计算强度复验以及结构安装施工工艺,为工程结构设计与施工技术管理提供了宝贵的经验．     

冷成型钢冷作强化计算方法探讨

主要介绍了美国AISI规范、加拿大S136规范和中国GB 5 0 0 18- 2 0 0 2规范中冷成型钢冷作强化的计算方法及其理论依据 ,以 90°冷成型钢圆角为例分析了各规范的计算结果 ,并且与厚壁冷成型钢试验数据进行了对比 ,结果表明我国GB 5 0 0 18规范的计算方法相对保守 ,可用于厚壁冷成型钢 ,且应用简便 ,具有较好的通用性和可靠性 ,并能够满足工程要求。这为我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 5 0 0 18- 2 0 0 2 )对壁厚限制进行修正提供了一定的依据。     

框架钢支撑-钢桁架结构焊接质量控制

北京轨道交通指挥中心屋盖为平面钢桁架结构,钢结构总量达4000t。针对厚板焊接易发生裂纹,节点多、柱截面小焊接操作困难,工期紧等难点制订了焊接工艺,对焊接顺序、焊接环境、防变形等提出质量控制措施,实施效果良好。     

轴心受压和受弯钢构件可靠性评估

指出了满足《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７－８８）的构件,并不一定总能满足可靠性指标。给出了轴心受压钢构件和受压钢件和受弯钢构件可靠性评估的公式和图表。从可靠性角度提出了轴心受压钢构件和受弯钢构件设计应满足的准则。     

巨型钢框架-拉索支撑体系的Pushover分析

为研究新型结构巨型钢框架-拉索支撑体系的破坏模式及其抗震性能,分别采用倒三角形和均布荷载两种水平荷载加载方式,进行Pushover推覆分析。研究表明:在达到水平极限状态时,倒三角形加载模式比均匀分布加载模式出现破坏层数相对高一些,两种水平荷载加载方式的破坏模式基本一致。构件破坏先后顺序为柱肢间支撑、巨型梁腹杆、楼层梁、巨型梁弦杆、柱肢。拉索退出工作的时间越早,则同一层中另一侧拉索拉力增加的速度越快。8度多遇地震作用下,结构处于弹性状态;8度罕遇地震下,结构部分构件进入塑性状态;层间位移均满足抗震规范要求。     

钢结构用钢材新标准及其应用

简要介绍《碳素结构钢》（GB/T700-2006）、《建筑结构用钢板》（GB/T19879-2005）、《热轧H型钢和剖分T型钢》（GB/T11263-2005）与《建筑结构用冷弯矩形钢管》（JG/T178-2005）等10项新编或新修订钢铁产品标准的内容与技术要求,并对在工程设计中,如何合理地应用这些标准和选材提出建议。     

基于互联网络的钢结构CAI系统的开发

随着计算机技术、网络技术的迅速发展 ,传统教学方式的弊端逐渐显现 ,计算机辅助教学CAI逐步兴起。网络计算机辅助教育作为计算机辅助教育的一个组成部分 ,受到人们越来越多的重视。通过对时代大环境、钢结构课程教学特点等的分析 ,阐述了开发基于网络钢结构CAI系统的迫切性 ,同时对该系统的构建提出了具体的方案     

钢结构转换桁架在工程中的应用与分析

实际工程设计中,经常会遇到建筑底层抽柱形成大空间的建筑功能要求。介绍一个为满足底层抽柱采用钢结构转换桁架的结构设计实例。重点介绍结构体系的合理选择,结构整体设计,钢结构转换桁架的设计与分析,转换桁架特殊节点的设计与有限元分析。结果显示,通过合理巧妙地布置结构构件,可满足建筑功能使用要求,并使结构整体具有良好的工作性能。研究成果对该类结构在工程设计中的应用与推广具有一定指导和借鉴意义。     

钢结构事故诊断分析初探

随着钢结构的发展,钢结构工程不断兴建,钢结构事故频繁发生。顺利检查建筑结构的破损位置,即迅速准确地诊断故障与快速确定排故方法,可以为钢结构破损加固与事故处理提供有效的建议。在检测分析了多个钢结构事故的基础上,对涉及钢结构破损故障诊断的一些方面进行了初步探讨。