平缀管式钢管混凝土格构柱拟动力试验研究

在平缀管式钢管混凝土格构柱拟静力试验研究的基础上,进行了2个1∶8缩尺模型的拟动力试验,分别采用2008年汶川大地震和1995年日本阪神大地震的地震动时程记录作为输入地震波,研究在不同强度地震和主余震作用下此类结构的变形、强度、刚度、耗能等抗震性能。研究结果表明:平缀管式钢管混凝土格构柱具有良好的抗震性能,在8度多遇、基本、罕遇、极罕遇地震作用下,结构处于弹性工作状态;在9度罕遇地震作用下,钢管混凝土柱肢发生屈服,结构进入弹塑性工作状态;随着地震动峰值加速度的增加,柱底钢管应变急剧增加,柱顶最大响应位移非线性增长;直至试验加载结束,柱肢底部塑性铰区域未形成屈服环,结构无明显破坏。主余震作用加剧了结构的累积损伤,结构的刚度退化现象比较明显,在经历1次9度罕遇主震和2次同等强度的余震作用后,结构弹性阶段刚度相比初始弹性刚度减小约50.0%,最大位移增大约41%。通过钢管混凝土格构柱在各地震工况下的强度与变形的验算,进一步表明此类结构具有足够的强度储备和良好的变形能力,在经历多次强震后仍能保持一定的承载能力,在我国高烈度地区的桥梁工程中具有极大的应用前景。

四肢方圆钢管混凝土格构柱低周反复加载试验研究

完成2个四肢方钢管混凝土格构柱和1个四肢圆钢管混凝土格构柱的低周反复加载试验。为研究方、圆钢管混凝土格构柱的破坏特征、抗震性能及更好的分析两种不同柱肢截面形式构件的抗震性能差异,各试件的尺寸采用等材料原则确定。试验结果表明:1缀管与柱肢的连接被撕裂是钢管混凝土格构柱的主要破坏形态;2方、圆钢管混凝土格构柱均有良好的综合抗震性能;3与方钢管混凝土格构柱相比,各试件的强度及延性相差不大,但圆钢管混凝土明显具有高的耗能能力及更小的刚度退化。最后,对方、圆钢管混凝土格构柱的合理应用进行探讨。

四肢圆钢管混凝土格构柱恢复力模型研究

为了探究钢管混凝土格构柱的弹塑性地震反应以便进行构件非线性理论分析,对2根四肢圆钢管混凝土格构柱进行了低周反复加载试验,并收集了12根四肢圆钢管混凝土格构柱低周反复荷载作用下的试验资料。通过理论分析及试验结果回归分析,提出了钢管混凝土格构柱的退化三折线恢复力模型,确立了构件轴压比、等效长细比及材料比例系数等主要参数与模型之间的关系,并将模型计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明:计算结果和试验结果吻合较好,且该恢复力模型计算方法简单,便于进行结构地震反应分析及工程应用。

等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线的统一算法

介绍了斜缀管式和平缀管式等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线的计算方法并进行评价分析。研究表明,不同缀管布置形式的钢管混凝土格构柱,其抗震性能具有共性。借鉴钢管混凝土单肢柱的计算框架,开展等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线的统一算法研究,对弹性刚度、水平峰值荷载、峰值荷载位移、下降段刚度等主要参数的计算方法进行了深入探讨和算例分析,并以干海子大桥格构柱墩为研究对象,采用OpenSEES有限元程序,对骨架曲线算法进行工程实例验证。研究结果表明,计算值与试验值及有限元计算结果均吻合良好。最后提出了适合工程应用的等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线的统一简化算法,为钢管混凝土计算理论的进一步完善和规程编撰提供参考。

套环四肢钢管混凝土格构柱轴心受压承载力试验研究

套环四肢钢管混凝土格构柱(简称套环格构柱)适用于村镇化装配式低层建筑中,其运输、安装和维护方便,为探究其受力性能,设计制作了10个套环格构柱进行了轴心受压试验,分析了套环与柱肢钢管间的间隙处理方式、缀条连接方式和长细比变化等因素对套环格构柱承载力的影响,与普通轴心受压格构柱的承载力设计计算公式比较,提出了轴心受压套环格构柱承载力计算公式,可供设计参考。

竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱力学性能数值分析

针对竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱的力学性能进行了非线性数值模拟。通过建立三维有限元模型,模拟了四肢钢管混凝土格构柱的破坏形态,并根据该模型讨论了核心混凝土强度等级、钢材等级与钢管的壁厚、长径比等参数对构件受力性能的影响。模拟结果与试验数据吻合较好,可为工程设计提供参考依据。

沈鼓压缩机试验厂房钢管混凝土格构柱制作技术

沈阳鼓风机压缩机厂房钢结构工程中,钢管混凝土格构柱具有自重大、体积大且形状不规则以及牛腿和肩梁部位的焊缝密集且焊缝截面积较大等特点,介绍钢管混凝土格构柱定板穿管的胎具组装工艺和CO2气体保护焊单面焊双面成型焊接工艺以及焊接反变形、刚性固定、预留焊接收缩量等混凝土焊接变形控制技术,解决大型钢管混凝土格构柱吊运组装困难、部件连接精度不易控制以及焊接变形量大等难题,取得了良好的效果。

竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱力学性能分析

针对竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱的力学性能,进行了非线性数值模拟,利用该模型,分析了四肢钢管混凝土格构柱的破坏形态及核心混凝土强度等级、钢材等级、钢管壁厚、长径比等因素对构件受力性能的影响,分析结果与试验数据吻合较好,为工程设计提供参考依据.

多工况载荷下钢管混凝土格构柱受力性能实测分析

文章结合工程实例分析钢管混凝土格构柱在多种行车行走工况下的受力性能,采用通用有限元软件建立钢管混凝土格构柱模型,分析在各工况下的受力分配规律,并将模拟值和监测值进行对比分析,得出数值模拟单元的选取、核心混凝土与钢管竖向力分配比值以及缀条设置对双肢柱整体传力性能的影响等基本结论,为钢管混凝土格构柱的设计与施工提供借鉴。

钢管混凝土格构柱性能指标及应用

分析钢材和混凝土的受力性能,介绍钢管混凝土柱的受力特点、计算指标、钢管混凝土格构柱的承载力和抗侧刚度。通过大跨度厂房和超重型钢结构厂房钢管混凝土格构柱的应用,总结钢管混凝土格构柱在这两类厂房中应用的经济性。

钢管混凝土格构柱质量控制要点分析

以西安高新区某工业厂房为例,从原材料、组织机构、机械设备、施工现场等方面,介绍了钢管混凝土格构柱混凝土顶升施工的准备工作,并阐述了具体的施工流程及技术要点,指出钢管混凝土格构柱能极大地发挥材料的特性,节约钢材。

钢管混凝土格构柱抗震性能试验研究

为研究钢管混凝土格构柱的抗震性能,进行了6个试件拟静力试验。研究表明:钢管混凝土格构柱具有良好的抗震性能;试件轴压比从0.2增大到0.4,承载力降低3.7%,位移延性系数降低10.6%;柱肢混凝土强度对格构柱承载力具有较大影响;构件的开洞面垂直于加载方向时,承载力、刚度和位移延性系数均无明显变化,当构件的开洞面平行于加载方向时,构件水平承载力降低了28.0%,延性系数降低了23.5%。

方形四肢钢管混凝土格构柱拟静力试验与受力机理分析

为了解地震作用下方形钢管混凝土格构柱的工作情况及抗震性能,便于工程设计及工程应用,完成了2根方形四肢钢管混凝土格构柱恒压下的低周反复加载试验,并对格构柱的各组成构件进行了受力分析。试验结果表明:(1)柱肢钢管加载前期,紧箍作用不明显,但受力后期对核心混凝土的紧箍力非常大;(2)加载后期方形钢管混凝土格构柱各柱肢处于纵向受压环向受拉状态,并各柱肢均具有良好的延性性能;(3)柱肢与缀管的连接节点是受力的薄弱部位,加强节点构造、保证焊缝质量非常重要。试验结果及理论分析结果证实了方形钢管混凝土格构柱应用在抗震结构中的可行性和优越性。

钢管混凝土格构柱发展研究

随着对建筑承载力的要求越来越高,钢管混凝土格构柱得到广泛应用。通过分析圆形钢管混凝土格构柱理论和发展现状,以期为今后格构柱承载力研究提供参考,并为科学设计研究提供技术支持。

平缀管式等截面钢管混凝土格构柱抗震性能试验与有限元分析

为研究低周反复荷载下平缀管式等截面钢管混凝土格构柱的抗震性能,进行共计7根试件的拟静力试验,重点考察不同柱肢混凝土强度、柱肢纵向间距、缀管竖向间距对此类构件刚度、强度和延性的影响。同时,基于Open Sees平台建立了采用纤维单元的有限元计算模型,对此类钢管混凝土格构柱试件的滞回性能进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合良好。通过对试件破坏过程、荷载位移滞回曲线和骨架曲线等结果的分析表明:钢管混凝土格构柱试件具有良好的抗震性能,破坏形态均以整体压弯破坏为主,得到的水平荷载-位移滞回曲线饱满无捏缩;柱肢混凝土强度主要影响格构柱的承载力,随着混凝土强度等级从C40增加到C60,试件的承载力提高了5.7%;柱肢纵向间距由250 mm加大到650 mm,试件的承载力和位移延性系数分别提高了14.5%和6.8%;缀管竖向间距由200 mm增加到313 mm,试件的承载力和位移延性系数分别降低了12.9%和12.0%。

平缀管式等截面钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线计算方法

基于平缀管式等截面钢管混凝土格构柱在水平低周往复荷载作用下的拟静力试验结果,采用Open Sees建立纤维单元杆系计算模型,对影响此类结构水平荷载-位移骨架曲线的主要因素进行参数分析。采用三折线简化模型模拟水平荷载-位移骨架曲线,通过理论推导或数据统计分析得到了平缀管式等截面钢管混凝土格构柱相关骨架曲线控制参数的简化计算公式,包括:考虑柱肢与缀管剪切变形的弹性阶段刚度的计算公式;基于塑性铰破坏并考虑轴力-弯矩相关曲线的水平峰值荷载的计算公式;基于数据统计分析并考虑实际工程需要的位移延性系数的峰值位移与极限位移的简化计算公式。与拟静力试验、有限元参数分析以及模拟实际结构尺寸扩大参数分析的结果进行的比较表明,三折线简化模型可以有效地模拟平缀管式等截面钢管混凝土格构柱的骨架曲线,相关骨架曲线控制参数的简化计算公式具有较高精度。

钢管混凝土组合格构柱高墩大跨连续刚构桥动力特性分析

结合某山区高墩大跨连续刚构桥的动力特性分析,研究了钢—混凝土组合格构柱高墩连续刚构桥的动力特性分析方法,探讨了该类桥梁的动力特性结构行为及规律;在一定参数的基础上,研究了墩高、边界约束条件、曲线形式、曲线半径和横向连接系等参数的影响。计算结果为该类桥梁的抗风、抗震设计研究提供了分析基础。

四肢和两肢钢管混凝土柱框架的用钢量对比

以实际工程石横特钢1780热连轧绿色智能产品结构调整项目热轧主车间为实例,选取热轧主车间框架为研究对象,对框架格构柱分别为两肢、四肢钢管混凝土柱的情况下,框架的整体耗钢量进行了分析。对比框架为两跨、三跨、四跨的不同情况时,采用四肢钢管混凝土柱和采用两肢钢管混凝土时,主车间框架的用钢量和混凝土用量,为类似的工程设计提供一定的参考和借鉴。

四肢钢管混凝土格构柱耗能能力有限元分析

为了优化四肢钢管混凝土格构柱的设计,更好地掌握格构柱的抗震性能,完成了2根四肢钢管混凝土格构柱的低周反复加载试验,并通过试验校核修正了有限元模型。利用ANSYS有限元软件对四肢钢管混凝土格构柱进行了三维非线性数值模拟,重点研究了轴压比、等效长细比及材料比例系数对试件耗能能力的影响。研究结果表明:材料比例系数ζ越大,试件延性越好,当ζ=1.5~2.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当ζ≈2时,试件材料比例系数设计最佳;一般轴压比n越大,试件水平承载力越大,但延性变差,当n=0.2~0.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当n≈0.5时,试件轴压比设计最佳;一般随着等效长细比增大,试件水平承载力降低,延性越好,但建议四肢钢管混凝土格构柱的名义长细比控制在10以内。

往复荷载作用下钢管混凝土格构式柱地震损伤模型及试验研究

为了解巨型组合结构体系中钢管混凝土格构式柱的地震损伤情况,通过对4根四肢钢管混凝土格构柱低周往复荷载试验,得出了四肢钢管混凝土格构柱在低周往复荷载下的破坏形态和构件损伤特征。在试验分析基础上,对经典的Park-Ang损伤模型进行了修正,提出了适用于四肢钢管混凝土格构柱的损伤指数和耗能因子计算公式;并根据试验现象和各阶段特征,选取了经典的Park-Ang损伤模型、基于能量的损伤模型和改进的Park-Ang模型进行对比研究。结果表明:改进的Park-Ang模型能较好的判断四肢钢管混凝土格构柱的损伤程度,且通过损伤值可将构件损伤划分为是否可修、不可修但未破坏和不可修且将破坏三个阶段,并以损伤值0.4作为划分试件是否可修的界限。