带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构静力性能研究

为实现钢框架结构震后损伤可快速修复的功能,基于损伤控制思想,提出一种带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构.利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,首先对该钢框架结构的受力机理开展研究,分析钢框架体系内力流传递路径,提出结构的合理失效顺序,建立相应失效准则;而后对该装配式钢框架结构与对应刚接框架及铰接框架进行对比分析;最后进行变参数分析,着重讨论该柱脚节点抗侧剪切件截面宽度、厚度及高度、节点板连系螺栓数量、柱脚横梁刚度及柱轴压比等参数对该装配式钢框架结构力学性能的影响.研究表明,合理设计的该装配式钢框架结构在屈服荷载及抗侧刚度两方面可以与对应刚接柱脚框架完全等效,且该新型钢框结构主体构件的应力分布优于对应刚接框架,可以将结构内的塑性损伤集中在翼缘连接盖板、抗侧耗能装置等易于更换的耗能元件上,使梁柱等主体构件基本处于弹性状态,具备震后可恢复功能.

冷弯薄壁型钢复合墙体基于弹簧连接单元模型分析合理性

建立基于螺钉连接件弹簧单元的冷弯薄壁型钢复合墙体SAP2000分析模型,螺钉采用定向滞回准则的不相耦合的双弹簧模拟,覆面板采用弹性壳单元,龙骨构件采用三维框架单元,分析模型主要集中考虑龙骨和覆面板螺钉连接件非线性性能对于模拟复合墙体的合理性,并采用相关墙体滞回试验结果进行验证。研究结果表明,基于连接件性能的冷弯薄壁型钢复合墙体SAP2000分析模型能够用于冷弯薄壁型钢复合墙体抗震性能的精细化分析,为复合墙体抗震简化设计方法提供分析依据。

轻钢模块化箱式房屋研究现状综述

轻钢模块化箱式房屋是一种新兴的可预制装配化建筑结构体系。本文介绍了轻钢模块化箱式房屋的结构体系和传力机制,总结了国内外对轻钢模块化箱式房屋的理论研究成果,最后在分析的基础上总结了轻钢模块化箱式房屋研究目前急需解决的问题。

轻钢模块化箱式房屋连接节点研究现状

近年来轻钢模块化箱式房屋结构体系在我国建筑装配化领域应用越来越多,模块间连接节点是结构传力的关键部位,其节点连接构造及受力复杂,节点的连接形式和受力性能直接影响着模块化结构的整体受力性能。本文总结了国内外近年来对轻钢模块化箱式房屋连接节点的构造形式及受力性能研究成果,并在此基础上提出了两类构造形式简单、适用于轻钢模块化箱式房屋的新型连接节点,并简要介绍了此两类节点的构造形式和传力机制。

附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点抗震性能试验研究

基于塑性损伤控制、耗能元件可更换以及抗侧刚度分离等设计理念,提出了一种附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点,由底部铰接方钢管柱与抗侧耗能装置通过高强螺栓群拼装而成。为考察柱脚节点的抗震性能、震后修复性能以及低周疲劳性能,对3个边柱柱脚节点和1个中柱柱脚节点进行拟静力试验研究,获得了滞回曲线、骨架曲线、应力变化曲线、延性及耗能能力等性能指标。研究结果表明:柱脚节点具备良好的承载能力、耗能能力、抗震性能及震后修复性能,可以将结构的塑性损伤集中于抗侧耗能装置处,震后只需更换柱脚的抗侧耗能装置及高强螺栓即可恢复节点的使用功能;修复后的柱脚节点具备与原节点相似的力学性能,为多次修复提供了可能性;同时,柱脚节点经过30次循环低周疲劳加载后性能稳定,附加抗侧耗能装置可以作为位移相关型阻尼器使用;中柱柱脚节点的抗震性能相较边柱柱脚节点更佳,但应保证方钢管柱节点域处的焊缝质量。

翼缘盖板外置型可恢复功能装配式钢框架抗震性能试验研究

为实现震后快速修复,提出一种翼缘盖板外置型可恢复功能装配式钢框架,由带悬臂梁段圆钢管柱、中间梁段及两者之间的梁柱节点连接装置组成。该框架拟通过节点域翼缘盖板的塑性变形或滑移进行耗能,从而确保梁柱等主要构件保持弹性,实现框架的震后快速修复。通过对4榀框架的低周循环荷载试验,分析框架的承载能力和破坏模式、研究翼缘盖板厚度、单侧螺栓列数、初始残余变形以及加载制度等因素对框架抗震性能的影响规律。结果表明:提出的装配式钢框架具有良好的承载能力和耗能能力,加载过程中框架的塑性损伤主要集中在翼缘盖板,具备震后快速修复的必要条件;经过多次修复且带有残余变形的钢框架极限荷载较原框架降低约0.1%,总耗能量降低约1.08%,仍然具有良好的承载与耗能能力;钢框架平均单次加载循环耗能量降低约0.8%,低周疲劳性能稳定,具有良好的抵御余震能力。