屈曲约束支撑的研究现状及其应用

近几年来,在日本、美国、加拿大等国家,屈曲约束支撑因其优良的耗能性能、方便的施工工艺以及较好的经济性受到学术界和工程界的认同,而我国在该方面的研究还处于起步阶段。为此介绍了屈曲约束支撑的特点、研究应用背景和现状。

中、美规范等截面钢框架柱计算长度系数的对比

在计算框架的稳定性时,需首先确定柱子的计算长度l0,该计算长度l0由计算长度系数μ确定。中国《钢结构设计规范》(GB50017-2003))与美国钢结构规范《AISC-Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings》在确定柱子的计算长度系数μ时存在一定的差异,对两者的基本假定、计算公式和修正系数进行比较。

中、美规范钢结构连接节点优化设计

钢结构连接节点的计算方法是钢结构设计的重要环节。通过研究我国《钢结构设计规范》(GB50017—2003)的有效宽度法和美国钢结构规范LRFD的均力法,得出更安全、经济的连接节点设计方法。

中、美规范平面纯框架二阶分析方法的对比

钢框架的结构分析是钢结构设计中的基本问题,对于该类结构的分析应该考虑二阶效应的影响。目前,已有许多国家把二阶效应纳入了钢结构的设计规范。中国《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)与美国钢结构规范《ANSI/AISC 360—05An American National Standard Specification for Structural Steel Buildings》在平面纯框架结构的二阶分析计算上存在着一定的差异,对两者的计算分析方法和具体系数进行分析比较。

非平稳随机激励下线性结构动力响应的小波多尺度分析

为了能够有效地建立随机激励作用下结构动力响应均方值、频率与时间之间的关系,基于小波多尺度分析理论,探讨了非平稳随机激励下线性结构动力响应均方值的2种计算方法:(1)先采用显式时域法求解线性结构在不同激励样本下的动力响应样本,然后基于小波多尺度分析技术对各动力响应样本进行多尺度分析;(2)先将不同的激励样本进行小波多尺度分析得到不同尺度下的激励样本,然后再基于显式时域法高效求解线性结构在不同尺度激励样本下的响应样本。最后,基于导出的响应均方值多尺度计算公式得到总的响应均方值。在数值算例部分,采用Meyer小波对结构动力响应实施了小波多尺度分析。算例结果表明,位于结构基频共振区域的那部分激励能量对位移响应均方值有较大的贡献,而对速度响应均方值和加速度响应均方值影响较为复杂。同时,数值算例还表明所提计算方法不受非平稳激励形式的限制,且可以在频域空间高效地识别出激励不同频率区间的能量对结构动力响应均方值的贡献情况。

悬挂钢-木塑单层球面网壳的设计及分析

对采用绿色可再生木塑作为主要材料的悬挂网壳进行了设计和分析。对比了多种材料的相关性能,创新性地采用木塑共挤材料作为网壳的主要受力杆件;结合建筑和布线的需求,设计了木塑杆件的截面形式,开发了新型钢-木塑组合节点;采用有限元分析软件对网壳模型进行了相关的力学分析,对比了不同节点连接形式的结构内力、位移及挠度;对网壳进行了特征值屈曲分析及考虑初始缺陷的几何非线性屈曲分析,得到了该网壳的安全系数。分析结果表明,该新型网壳在正常使用过程中的结构内力、变形和稳定性均能满足现行相关规范要求,具备推广应用价值。

双型钢混凝土转换梁柱节点抗震性能试验研究

以广东某高层建筑为工程背景,针对大跨度转换结构,提出了双型钢混凝土转换梁柱节点的构造组合形式,通过对2个转换节点的竖向和水平荷载作用下的低周反复荷载试验,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度、滞回特性、延性、耗能能力及关键位置钢筋和型钢的应变等性能。试验结果表明:转换梁内置双型钢腹板形成的封闭空间对混凝土有约束作用,提高了节点区混凝土的抗剪能力;双型钢混凝土转换梁柱节点的滞回曲线饱满,极限变形能力较强,承载力较高,刚度、延性和耗能能力均较好;被转换柱与双型钢混凝土梁采用"端板螺栓连接"实现了"在被转换柱底部先出现塑性铰",达到了"强梁强柱,更强节点"和"强转换层,弱框架层"目的。

民大广场A楼结构抗震设计

民大广场A楼为带转换层的型钢框架-剪力墙结构体系,因建筑功能的需要,结构外框架不设框架梁,外框架柱为纺锤状斜柱,转换层采用新型组合结构转换梁。所采用的结构通过基于性能的抗震分析、拟静力试验和振动台试验等验证是可行的,其破坏机制遵循"强柱、弱梁、更强转换梁、最强节点区"的原则。双型钢混凝土转换梁具有较强承载能力和较好耗能性能。

双型钢混凝土梁正截面受弯性能的研究

介绍一种新型组合结构形式梁——双型钢混凝土梁,通过6组梁的四点加载静力弯曲试验研究双型钢混凝土梁的正截面抗弯承载力、变形、延性、极限曲率和极限弯矩等性能指标。试验结果显示,双型钢混凝土梁具有较高的承载能力和较好的变形延性,箍筋率、型钢翼缘尺寸、型钢间距、纵筋配筋率和销钉布置均对双型钢混凝土梁的开裂荷载和极限荷载有一定的影响。通过对比试验数据,对我国JGJ 138—2001《型钢混凝土技术规程》和YB 9082—97《钢骨混凝土结构设计规程》中抗弯计算式的混凝土部分和整体部分系数做了修正,得出双型钢混凝土梁的抗弯计算式。

木塑空心柱轴压力学性能试验与有限元分析

为探究木塑复合材料用作低密度装配式建筑承重柱的可行性,通过材性测试和轴压试验评估共挤出木塑空心柱的轴压力学性能,并利用ABAQUS有限元分析软件模拟探究木塑空心柱壁厚、长细比和内置薄壁圆钢管壁厚对其极限承载力、变形能力和破坏模式的影响。模拟分析结果与试验测试数据高度一致,验证了模拟方法的有效性。试验研究表明,木塑空心柱主要通过局部压溃破坏,并表现出明显的弹塑性阶段。有限元分析结果表明,增加壁厚能提高木塑空心柱的初始刚度和极限承载力,其中8 mm厚度在成本、重量及承载能力方面具有最佳性价比。随着长细比的增加,木塑空心柱的承载力和刚度逐渐降低,破坏模式也从强度破坏转向失稳破坏。内置3 mm薄壁钢管显著增强了木塑空心柱的承载力和延性,其力学性能能够满足建筑对抗压承重构件的要求。