钢管混凝土组合柱变形能力计算方法

为研究钢管混凝土组合柱的变形能力,建立了屈服曲率和极限曲率的计算式。屈服曲率与受拉纵筋的屈服应变、柱截面高度、轴压比、配箍特征值和钢管含管特征值有关,极限曲率与柱截面高度、轴压比、配箍特征值和含管特征值有关。通过对58个组合柱试件试验数据分析,得到了计算式的相关参数,由此可计算组合柱的屈服位移角和极限位移角,计算结果与试验结果符合良好。

钢筋混凝土剪力墙和连梁易损性曲线研究

构件易损性曲线表征了构件的指标参量(如位移角、转角等)与达到某个指定损伤等级的概率之间的函数关系,可用于评价构件的损伤程度和确定修复方法,是结构抗震性能和韧性评价的重要依据。该文对满足中国GB 50011―2010《建筑抗震设计规范》要求的74个钢筋混凝土(RC)剪力墙试件和32个RC连梁试件的试验数据进行了统计分析,确定了构件的各损伤等级对应的损伤状态现象及相应的修复方法;并分别采用位移角和连梁转角为指标参量,建立了RC剪力墙和连梁的易损性曲线。分析讨论了设计轴压比对RC剪力墙易损性曲线的影响,以及跨高比对RC连梁易损性曲线的影响。比较了该文建立的易损性曲线和美国FEMA P-58规定的易损性曲线,并分析了两者差异原因。

西院落保护棚36m大跨钢箱梁吊点位置分析

对36m大跨度钢箱梁的吊点位置进行计算分析,比较了吊点位置对箱梁应力、变形和吊索内力的影响,根据应力和变形较小的原则确定吊点位置,为类似大跨钢梁吊装施工吊点位置的确定提供参考。

钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管作用研究

为研究钢管混凝土短柱轴心受压承载力与钢管的作用,通过理论分析,建立了钢管约束承载力提高系数λ与套箍指标、钢管纵向应力和环向应力的关系。通过对124根轴心受压钢管混凝土短柱试验结果的分析,建立了λ与套箍指标和钢管屈服强度的关系式,提出了引入λ的钢管混凝土短柱轴心受压承载力计算公式。公式反映了钢管的直接承载作用和约束作用的大小,计算结果与试验结果符合良好。

高轴压比钢管混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究约束边缘构件内配置圆钢管的钢管混凝土剪力墙的抗震性能、探讨钢管混凝土剪力墙的轴压比限值及其约束边缘构件的配箍要求,完成了6个剪跨比大于2.0的高轴压比钢管混凝土剪力墙试件和1个钢筋混凝土剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明:剪力墙的破坏形态为压弯破坏及底部混凝土压溃而丧失竖向承载能力;钢管混凝土剪力墙的开裂水平力、名义屈服水平力、正截面受弯承载力和变形能力均比相同参数的钢筋混凝土剪力墙大;配置双钢管剪力墙的变形能力大于配置单钢管的剪力墙,约束边缘构件为端柱的剪力墙的变形能力大于约束边缘构件为暗柱的剪力墙;正截面受弯承载力试验值大于计算值。根据试验结果,提出了钢管混凝土剪力墙的设计建议。

钢管混凝土组合柱轴心受压承载力计算方法

简要介绍了钢管混凝土组合柱轴心受压承载力已有的主要计算方法。在提出组合柱轴压承载力极限状态及组合柱轴压峰值应变的基础上,建立了组合柱轴压承载力计算公式。采用该文公式计算了34个组合柱试件的轴压承载力,计算值与试验值符合良好。为使轴心受压组合柱的峰值应变大于管外箍筋约束混凝土的轴压峰值应变、小于钢管混凝土的轴压峰值应变,提出了钢管混凝土截面面积在组合柱总面积中所占比例的上限值建议。

T形RC墙约束边缘构件设计方法的试验研究

进行了4个大尺寸钢筋混凝土T形墙试件(TSW1~TSW4)在恒定轴压力和平行于腹板方向的往复水平力作用下的拟静力试验,对比分析约束边缘构件的不同设计方法,研究T形墙抗震性能。所有试件剪跨比均为2.5,设计轴压比均为0.4。结果表明,所有T形墙试件均发生腹板自由端部混凝土压溃的压弯破坏,而翼缘损伤轻微;规程JGJ 3-2010正截面承载力计算方法和XTRACT截面分析均能准确计算T形墙的压弯承载力;按规范GB 50011-2010设计的试件TSW1在位移角超过1%后,腹板自由端受压方向承载力迅速下降,延性差;仅增加腹板自由端约束边缘构件的长度(即试件TSW3),不能显著改善T形墙延性;按照改进方法设计边缘构件的试件TSW4的延性和抗震性能显著提高,变形能力与按美国规范ACI 318-14设计的试件TSW2相近,极限位移角均超过2%。最后根据试验分析,提出了T形墙约束边缘构件的设计建议。

大跨单层异形钢网壳整体稳定承载力分析

周口店遗址第一地点(猿人洞)保护建筑工程为文物保护设施建筑,为保护北京人遗址猿人洞免受雨雪等灾害,在猿人洞上方建设大跨度保护棚,建筑外形由周边山体等高线回归后得到,为不规则空间曲面。主体结构为大跨度单层钢结构,在主体结构上下设叶片,上叶片局部做种植槽,种植攀爬植物,下叶片用玻璃钢模拟山体造型;植物长成后,将使工程的内外皆融入遗址环境之中,隐伏于树木掩映之下,使其与遗址浑然天成,最终达到建筑本身融入周围环境,恢复猿人洞数万年前形态的设计理念。为实现对遗址的最小化干扰,尽量减小结构体量,减少对周围环境影响,主体结构采用大跨度单层异形钢壳体结构,单层网格结构厚度薄,为上下叶片的安装创造了条件。本工程大跨单层异形钢网壳纵向水平投影距离为79 m,横向水平投影距离为55 m,最大斜向跨度为83 m,基础高差为33 m,通过山顶和山脚两排铰接支座进行支撑。单层网格结构安全性常常受稳定性控制,结构缺陷和边界条件对稳定承载力的影响需进行深入分析。为准确评估本工程大跨单层异形钢网壳的整体稳定性,采用三维双重非线性有限元方法进行研究。通过ANSYS软件分析了结构的整体稳定极限承载力,分析了缺陷幅值和不同缺陷分布形式以及弹簧支座刚度对结构整体稳定极限承载力的影响,通过荷载-位移全过程曲线得到了本工程异形钢网壳的稳定极限承载力。分析发现:本工程异形钢网壳为大跨度复杂空间结构,由于其结构本身高低起伏变化,为非理想壳体,其整体稳定极限承载力对缺陷分布形式及缺陷幅值不敏感,按JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》规定选用一阶屈曲模态分布形式并按斜向跨度的1/300对结构施加初始缺陷可以满足设计要求;本工程异形钢网壳的稳定极限承载力对边界条件比较敏感,为保证结构的整体稳定性应选择铰接支座,且在设计时应重点关注基础的抗推能力;本工程异形钢网壳杆件本身的缺陷对整体稳定极限承载力影响很小,为方便计算可仅考虑结构的整体初始缺陷;本工程异形钢网壳的整体稳定安全系数为3.58,满足JGJ 7—2010的要求,结构整体稳定性能有保证。通过ANSYS软件分析了本工程异形钢网壳的动力稳定性能,分析表明:本工程异形钢网壳动力稳定性能比较好,结构动力失稳时的地震动幅值可达到0.8g。对本工程异形钢网壳典型构件施加单位力并进行特征值分析以得到构件的弹性屈曲荷载,再通过欧拉公式反算得到了构件的面外计算长度系数。分析表明,选取面外计算长度系数1.6完全满足结构设计要求,为用常规软件进行结构分析提供了取值依据。