浅析阻尼比对多层框架结构长宽比的影响

阻尼比代表了结构的一种耗能的能力。基于我国目前的结构设计规范,对于钢筋混凝土框架结构通常取5%[1];然而通过对实测建筑物的阻尼以及钢筋混凝土结构模型阻尼的试验数据对比发现,实测建筑物的平均阻尼比钢筋混凝土结构模型阻尼试验的平均值低1.3%,且均小于5%[6]。由于结构的阻尼具有离散性的特点,通过引入阻尼调整系数,分析了当阻尼比为3%、5%和7%时地震作用对多层框架结构长宽比的各楼层的剪力影响,并得到结论:当结构长宽比为2-3时,阻尼比对多层框架是存在一定的影响,且随着建筑高度的增加,阻尼调整系数逐渐降低。

法兰外环板式节点有限元与试验抗震性能对比分析

设计制作了一种采用高强螺栓连接的新型法兰外环板式节点试件,并对其进行了低周往复加载试验研究。采用ABAQUS有限元建模,对比法兰外环板式节点低周往复循环试验结果,主要研究了试验和有限元分析得到的破坏现象和应力云图、滞回曲线、骨架曲线和延性性能等。结果表明,有限元分析模型在焊缝、材料本构、装配条件等各个方面均进行了理想化设置,所得到的值略大于试验值,但是误差都在较小范围内,所以采用有限元建模分析是具有一定可行性的。

新型装配式法兰外环板式节点恢复力模型研究

为了解决钢结构建筑在构件的运输以及施工过程中存在的诸多问题,设计开发了一种全部连接均采用螺栓的新型装配式钢结构柱梁连接节点。针对此类节点进行了低周循环加载试验,通过对试验现象的总结及构件破坏特性的分析,对试验数据进行回归计算后建立了新型外环板式节点的骨架曲线模型和恢复力模型。研究结果表明:所提出的装配式方钢管柱-H型钢梁的三折线恢复力模型,可以作为此种类型的钢结构装配式柱梁连接节点的地震响应分析以及设计计算提供理论及实际应用的参考。

新型钢结构法兰节点不同加强环板的数值模拟研究

设计制作了一种采用高强螺栓连接的新型法兰外环板式节点试件,在低周往复加载试验研究中,直角型加强环板转角处存在应力集中现象。以该试验为基础,通过大型有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟,将模拟与试验所得到的破坏机制、滞回曲线和骨架曲线的结果进行了对比验证,证明了ABAQUS模型的可靠性。为避免上述直角型加强环板中存在的应力集中现象,将模型中加强环板转角构造形式改为圆弧型,比较了不同形式下的节点破坏模式以及滞回曲线、骨架曲线、延性性能、耗能能力、刚度退化等抗震性能参数,结果表明:圆弧型转角形式能够较好地避免节点直角型加强环板转角处的应力集中且提升了抗震性能。数值模拟研究为该新型法兰外环板式节点的深入研究与工程应用提供了一定的理论基础。

不同方式连接下钢柱-一体式预制混凝土墙组合构件抗震性能试验研究

钢框架与内部混凝土墙形成的组合构件具有优越的抗震性能。为进一步分析钢柱-一体式预制混凝土墙不同方式连接(梁柱刚接与柱边焊接、梁柱刚接与柱边不焊、梁柱铰接与柱边焊接、梁柱铰接与柱边不焊)时的抗震性能,分别对4个不同连接形式的钢柱-一体式预制混凝土墙的1/2缩尺模型进行了低周往复加载试验。得到了该类构件的滞回曲线及骨架曲线,并通过分析各构件的试验现象、承载力、刚度、耗能能力、延性及应变和变形,得出了不同连接形式对该类构件抗震性能及受力机理的影响。试验结果表明:钢柱-一体式预制混凝土墙体呈现三道防线特征,其中混凝土墙板为第一道防线,内斜撑为第二道防线,边框为第三道防线。柱边焊接对构件的承载力、刚度及边框与内墙组合作用的影响最为明显;内支撑对构件的刚度贡献最为显著且对边框与内部墙板组合作用的发挥具有关键作用。节点铰接且柱边不焊的构件位移延性系数可达2.83,可按1/20作为其弹塑性最大层间位移角限值,其他连接方式的构件位移延性系数在1.22~1.53之间,建议按1/100作为其弹塑性层间位移角限值。按位移控制进行设计的结构推荐采用节点铰接且柱边不焊的构件,而按承载力控制进行设计的结构推荐采用节点刚接且柱边焊接的构件。