柱底抗弯能力增强措施对钢筋混凝土框架抗震性能的影响

以抗震钢筋混凝土框架底层柱下端截面组合弯矩设计值增强系数的合理取值为研究对象,用底层柱底截面弯矩增强系数不同取值和上部各层柱抗弯能力不同增强措施的多种组合设计各种典型平面框架,通过非线性动力反应分析获得这些框架在罕遇地震水准的多条地面运动输入下的反应特征。在对这些反应特征进行分析的基础上得出了底层柱底截面组合弯矩增强系数的取值应与上部各层柱抗弯能力增强措施相匹配,方能取得对框架塑性铰机构最佳控制效果的结论。

碳纤维布对混凝土柱抗震加固的试验分析

根据 6个碳纤维布加固混凝土柱和 2个破坏后加固混凝土柱在反复荷载作用下抗震性能的试验结果 ,分析了碳纤维布对混凝土的约束和增加延性的作用 ,提出了碳纤维布有效约束系数的概念 。

基于新规范的钢筋混凝土框架抗震性能评价

国家设计标准GB50010-2002和GB50011-2001对上届规范条文做了较大调整。为了了解新标准在抗震规定方面的有效性,按新规范设计8度区二级、9度区一级典型钢筋混凝土框架结构。通过对结构进行设防烈度地震和罕遇烈度地震作用多波输入下的非线性动力时程反应分析,考察了基于新规范设计的钢筋混凝土框架结构的能力设计措施所能达到的弱梁强柱控制效果,和我国8、9度区框架结构能力设计措施的抗震有效性,分析结果可供设计和规范局部修订参考。

腹板连接节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量的确定荷载作用下钢框架结构延长翼缘连接板梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子的大小,采用断裂力学与有限元积分相结合的方法,研究腹板连接节点的断裂性能.判断延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子,应力强度因子可以通过有限元计算J积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂纹深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸和梁柱长度对延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据有限元分析结果归纳出应力强度因子计算公式.研究结果表明:延长翼缘连接板腹板连接节点梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,应力强度因子随梁截面参数的增大而增大,随柱截面参数的增大而减小.

二级抗震等级异形柱框架结构抗震性能评价

通过计算一座二类场地八度(0.2g)抗震设防的异形柱框架在罕遇地震作用下的弹塑性时程响应,对国家现行行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》二级框架柱的设计规定进行了初步验证,结果表明除框架底层柱根和T形截面边柱外,该规程的相关设计规定基本上能起到"强柱弱梁"的控制效果.对底层柱根和T形截面边柱的弯矩增强系数取值和配筋形式提出了建议.建议的方案增加配筋量不多,既能达到结构预期的塑性铰分布结果,又方便施工.

强柱系数基于结构易损性的抗震性能评估

增大柱端抗弯承载力是抗震"能力设计"措施中引导钢筋混凝土框架结构形成梁铰型有利耗能机构的关键措施。本文以6层确定性钢筋混凝土框架结构为分析对象,通过结构易损性分析评估了不同强柱系数取值对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响。结构易损性分析表明增大柱端抗弯承载力是改善结构抗震性能的有效措施,增大强柱系数提高了结构的变形能力,使不同破坏极限状态之间形成较大的"梯度",对防止强烈地震作用下结构的突然倒塌提供了预示。结构易损性曲线对评估结构抗震性能、选用合适的目标强柱系数提供了量化标准。

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.

基于体系能力设计法的设置连续柱钢框架结构抗震性能研究

钢框架结构在强震作用下易形成薄弱层破坏。在结构中布置连续柱可有效改善结构在地震作用下的侧向变形模式,使结构层间位移角分布更均匀。为研究连续柱的布置方式对钢框架整体抗震性能产生的影响,分别采用Pushover分析和IDA方法对内置式连续柱钢框架结构、外置式连续柱钢框架结构和纯钢框架结构的抗震性能和易损性进行了研究。结果表明:内置式连续柱与外置式连续柱均能有效改善结构的层间位移的分布模式;设置连续柱可使结构的塑性铰分布更均匀,降低损伤的集中程度,但无法遏制柱端塑性铰的产生;当刚度系数相等时,布置内、外置连续柱对结构层间位移角分布的改善效果相当,表明布置内置式连续柱也是一种行之有效的提高建筑结构抗震性能的措施。

钢筋混凝土轴心受压柱的抗火设计方法研究

该文以四面受火钢筋混凝土轴心受压柱为研究对象,在利用自编钢筋混凝土温度场有限元分析程序进行大量数值分析计算的基础上,通过引入材料平均强度折减系数的概念,建立了截面材料性能随受火时间变化的规律,从而提出了一种类似常温下钢筋混凝土轴心受压柱设计计算的抗火设计新方法,并编制了相应的分析程序。这种设计方法不直接依赖于具体的温度场分析,仅取决于受火时间的长短,为设计人员的抗火设计工作提供了很大便利。最后,利用大量试验数据与该文提出的方法进行了对比研究。结果表明:该文提出的钢筋混凝土轴心受压柱抗火设计方法是安全而有效的。

石化加热炉钢结构设计方法研究

针对目前带壁板钢结构传统设计中不考虑壁板侧向刚度从而导致经济性不佳的问题,以某石化行业加热炉钢结构为工程背景,提出了考虑壁板作用的加热炉钢结构设计方法。讨论了壁板与周围构件的连接方式、壁板加劲肋的合理布置和构造措施、框架柱计算长度系数的取值方法等关键设计问题。结果显示应力比控制在0.85以内(框架柱0.75)时,新设计方法与传统设计方法相比,结构用钢量可以节省20%。

Z形截面钢筋混凝土偏压柱的简化设计方法

通过对Z形截面偏压柱及中长柱的计算机理论分析 ,探讨了在不同轴压比下Z形截面柱Mx-My 关系以及荷载角与截面中和轴之间的关系。研究了在不同荷载角、长细比以及相对偏心距时 ,偏压柱的基本变形规律 ,提出了用偏心距增大系数来进行设计的方法 ,并给出了偏心距增大系数的计算公式。与方形柱的对比表明 ,Z形柱截面高宽比为 1 0～ 1 3时受力较为合理。

RC巨型框架结构抗震设计中的能力设计措施

以位于巨型梁上的次框架底层柱底截面组合弯矩设计值增强系数的不同取值为变量进行多个典型巨型平面框架设计。采用平面结构弹塑性动力分析程序Drain-2d+对每个典型巨型框架在地震作用下进行弹塑性时程分析,得出了这些巨型框架在地震作用时的受力变形特点、塑性铰出现情况和整个结构的薄弱环节等,从中找出位于巨梁上的次框架底层柱底截面弯矩设计值增强系数取值的正确思路,并给出设计的合理取值,为钢筋混凝土巨型结构设计提出一些建议。

L形型钢混凝土异形柱正截面承载力的理论研究(Ⅱ)——受力性能分析

利用文献[1]编制的型钢混凝土(SRC)异形柱正截面承载力的有限元计算程序,通过计算得到了各设计因素(包括混凝土强度等级、加载角、配钢率、轴压比和肢长比)变化时,L形SRC异形柱正截面受力性能的N—M及Mx—My相关曲线。通过对计算结果的分析,得到了5种设计因数变化时,对L形SRC异形柱正截面受力性能的影响规律。

三层通高区群柱面外稳定性能与设计方法研究

对带两个等跨布置侧向弹簧支撑的轴压柱(三层通高群柱的面外稳定性等效模型)的研究表明,随着柱子受到支撑作用的增强,柱子最低阶屈曲模态会依次经历单波、双波及三波(完全支撑)三种状态。对于等效模型而言,由于两个弹簧支撑相互独立,其刚度不会随屈曲模态而改变;但是实际三层通高群柱结构中柱子的两个支撑点并非相互独立,对于相同的支撑系统,研究表明柱子单波对称屈曲模态的面外等效支撑刚度要大大弱于双波反对称模态。为此,本文考虑三层群柱面外等效支撑刚度与屈曲模态的相关作用,首先通过理论推导分别建立在单波、双波模态下各柱面外支撑刚度的表达式,实现将柱子的面外稳定性研究模型转化等效单柱模型,进而结合单柱既有研究成果,得到两种模态下柱子弹性屈曲荷载和计算长度系数与等效支撑刚度的关系,并通过弹性屈曲有限元分析验证其准确性;然后,考虑群柱面外几何初始缺陷随机分布的影响,对三层多跨群柱进行二阶弹塑性承载力多参数分析,验证在单波、双波缺陷模式下,按照面外支撑刚度相同的原则,等效单柱模型的轴压稳定设计方法仍然适用于三层多跨群柱的面外稳定性设计。

圆柱螺旋弹簧的可靠性优化设计

圆柱螺旋弹簧已得到了广泛应用。综合可靠性设计理论和最优化技术的优点于一体,介绍机械产品可靠性优化设计的一般方法,并按照圆柱螺旋弹簧的设计要求,建立了其可靠性优化设计的数学模型,给出其可靠性优化实例。

变截面悬臂格构柱的计算长度系数及设计公式

变截面格构柱受力合理,节省材料,在工程中应用广泛。基于格构柱标准节"上下截面转角相等"准则,采用能量等效的方法,建立了变截面格构柱的等效抗弯刚度。将等效刚度用于悬臂柱的整体稳定分析,得到其屈曲方程。通过大量数值计算,拟合得到精度较高的计算长度系数公式。进行了一系列算例分析,并和有限元以及其他文献的结果对比,表明本文的公式具有很好的精度,结果偏于安全。最后通过引入修正系数,得到和规范形式一致的设计公式,可为工程设计人员提供参考。

正交试验设计应用要点及其DPS实施

正交试验设计是进行多因素试验最简单、精确的方法,系统阐述了正交试验应用的重要知识点,包括指标、因素、水平的选择,因素间互作列及空列的合理设置,并详细介绍了如何利用DPS软件进行正交试验设计与数据分析,以期促进正交试验设计的合理使用。

框架柱抗震抗火设计因素分析

在介绍地震火灾危害基础上,分析了钢筋混凝土框架柱地震与火灾引起的破坏形式,论述了同时考虑抗震与抗火的钢筋混凝土框架柱相悖与相符的设计因素及其依据,给出了相悖设计因素的弥补方法。相关结论对需要同时考虑抗震与抗火的钢筋混凝土框架柱的设计具有一定的指导意义。

基于单位荷载法的钢管混凝土组合异形柱计算长度系数研究与验证

为解决钢管混凝土组合异形柱在进行构件稳定验算时计算长度系数不明确的问题,利用有限元软件Midas/Gen,采用单位荷载法在钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构整体模型下进行特征值屈曲分析,并通过欧拉公式反算得到钢管混凝土组合异形柱的计算长度系数.研究了网格划分、楼板、短梁对单肢柱计算长度系数分析结果的影响,结果表明各层异形柱沿其高度方向划分为10段、连接板宜沿其宽度方向划分为2段,同时去掉模型中的楼板、短梁可提高结果的安全度和软件分析速度.在上述分析结果基础上,建立了考虑组合异形柱网格划分、去掉模型中的楼板、短梁的整体结构模型,分析了不同异形柱平面位置、所在楼层、梁截面尺寸和楼层总数等因素影响下的单肢柱计算长度系数,结果表明:单肢柱计算长度系数随着所在楼层的上升呈现增大趋势,8~20层单肢柱计算长度系数随梁截面的增大而减小,大部分楼层的单肢柱计算长度系数随楼层总数减少而增大.根据所得数据,基于安全性和计算简便的考虑,给出了各层钢管混凝土组合异形柱中单肢柱计算长度系数建议值.基于计算长度系数的建议取值,分析得到整体模型中各单肢柱的应力比,并与直接分析设计法得到的应力比进行了对比,结果表明两种方法得到的应力比相差不大,验证了本文提出的计算长度系数建议值的可行性.

浙江交投金融中心结构设计要点与分析

浙江交投金融中心塔楼总高210m,位于杭州钱江世纪城核心区块单元,项目塔楼体型为“玉贝”状,建成后将成为钱塘江岸的标志性超高层建筑。塔楼各层平面为变化的弧形平面,外框柱为逐层向内收进的弧形斜柱。本文根据项目特点及规范选取了设计参数与抗震性能目标,采用YJK和ETABS软件研究了塔楼结构动力特性;采用MIDAS Gen软件对穿层斜柱进行屈曲分析,并求得可靠的柱长度计算系数,采用实体有限元方法对弧形柱节点进行应力分析。针对塔楼弧形平面特点探讨了塔楼在风洞风荷载与规范风荷载作用下的结构响应。为研究地震作用下塔楼各构件屈服机制,补充7度大震作用下弹塑性分析。分析表明,塔楼结构体系、构件及节点可靠,抗风性能良好且抗风设计经济,各构件抗震延性良好。