联肢钢-混凝土组合剪力墙端板螺栓式钢连梁抗震性能研究

我国高层建筑已经进入广泛应用钢-混凝土组合剪力墙的阶段。由钢-混凝土组合墙肢耦合而成的联肢组合墙中,由于钢构件预埋于墙肢边缘区域,给传统连梁的应用带来了困难。为了开发出适用于联肢钢-混组合剪力墙的连梁形式,将钢结构中常用的端板螺栓连接构造引入,利用其构造简单、易于施工且抗震性能良好的优点,连接钢连梁与组合剪力墙。以连梁长细比为主要参数,设计并制作5个采用端板螺栓连接的双肢组合剪力墙试件和1个传统直插式的小比例双肢钢筋混凝土剪力墙试件,进行低周往复拟静力加载试验,以考察端板螺栓连接钢连梁的受力特征、滞回性能、刚度与强度退化特征以及破坏模式。利用有限元分析方法对试验过程进行数值模拟并与试验结果对比。结果表明,端板螺栓连接钢连梁能够达到较高的延性水平和较大的耗能能力,刚度、强度退化不明显。试验加载过程的剪力-侧向位移骨架曲线与有限元分析结果吻合较好。

空间整体张拉式悬索桥的结构设计与分析

某景观人行桥为跨度165 m的三跨连续悬索桥,主跨加劲梁竖曲线为圆弧,空间曲线主缆与索塔均朝横桥向外侧倾斜。根据桥梁的景观要求、几何形态与尺度、轻载特征及场地条件,设计了摇摆索塔的自锚式悬索桥结构系统。摇摆索塔由倾斜的桅杆与背索组成,缆索、桅杆及加劲梁共同形成了稳定的空间整体张拉结构系统。采用了桅杆-背索-加劲梁的整体式支座桥墩,在横桥向形成自平衡系统,抵消了桅杆的地基压载并避免了设置背索的重力锚碇。加劲梁重量轻,缆索的重力刚度很小,需要施加额外的预应力。为此通过初始预应力态设计来确定结构的预应力度,以外倾的平面悬链线为初始几何构形,根据索杆节点静力平衡条件计算主缆的初始预应力态空间线形与内力,按不动点原则和桅杆顶点的静力平衡条件确定桅杆-背索的受力平面方位。分别采用加劲梁的鱼骨式与壳单元有限元模型,计算了整体结构的静力与动力性能。计算结果表明:预应力增加了索杆系统的刚度与稳定性,减小了加劲梁的挠度;整体结构具有合理的刚度、稳定性与承载能力;相关结构性能指标符合设计规范的要求。

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。

超高层钢筋混凝土建筑结构抗震性能化评价体系与方法

我国抗震设防地区超高层建筑的实际抗震性能日益引起学术界与工程界的关注。尽管我国2010年版《高层建筑混凝土结构技术规程》已经正式纳入了抗震性能设计方法,但在实际超高层建筑的分析与设计中如何具体合理应用这一方法,还处于探索阶段。本文基于《高规》建议的性能化分析方法,采用非线性分析软件Perform-3D,对重庆市某250m高超高层框架-核心筒建筑进行了性能评估,并结合概念设计,综合评价了该建筑的抗震性能。