预制梁端削弱型钢梁-SRC柱组合节点抗震性能数值分析

为了进一步研究预制梁端削弱型钢梁-钢骨混凝土(steel reinforcement concrete,SRC)柱组合节点的抗震性能,在验证有限元数值模型可靠性的基础上,通过ABAQUS建立了6个梁端削弱构造形式的有限元节点模型,分析不同构造形式对节点滞回性能、弯矩-转角曲线、延性性能及性能退化的影响规律。结果表明:仅梁端翼缘削弱时,对节点耗能性能、承载能力、延性变形以及强度和刚度性能退化影响较小;随着梁端翼缘和腹板同时增加削弱尺寸程度,可显著提高节点耗能能力,最大增幅约为31.25%;承载力总体呈现降低的变化趋势,最大降低仅为7.0%;延性性能提高10.66%;对强度退化性能略有改善。选用翼缘和腹板同时削弱的构造形式,可改善节点的耗能能力和延性性能。

功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法探讨

首先介绍了SRC-RC竖向混合结构的受力特点和性能优势;并针对我国和日本的相关规程及工程应用实践,结合日本阪神地震中SRC-RC竖向混合结构的主要震害特点,指出国内外SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法所存在的主要问题及不足。在综合分析阪神地震后日本关于SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法的最新研究进展的基础上,提出了SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计的设计思路和方法,可为SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计提供参考。

不同过渡形式SRC-RC竖向混合框架结构静力弹塑性分析

目的为解决SRC-RC竖向混合框架结构承载力和刚度的突变问题,避免形成薄弱层.方法利用大型通用有限元软件SAP2000共进行了13个工况的静力弹塑性计算,对转换柱所处楼层不在同一层的SRC-RC竖向混合框架结构的抗震性能进行了分析.通过计算给出了SRC-RC竖向混合框架结构的基底剪力、延性系数、塑性铰分布及层间位移角.结果当两侧转换柱所处楼层最高、中部转换柱次之时,SRC-RC竖向混合框架结构的抗震性能较好;当转换柱所处楼层由3～5层均匀地增加到4～6层时,其水平承载能力降低4.02%,延性系数却提高3.01%;在结构成为机动体系前,竖向混合框架结构模型能出现较多的塑性铰来耗散罕遇地震作用释放出的能量;模型的延性系数均大于3.75,结构具有较好的变形能力,同时降低了SRC-RC竖向混合框架结构转换柱脆性破坏的可能性.结论 SRC-RC竖向混合框架结构能够经受罕遇地震作用而不倒塌.

型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较

首先对日本及欧美等国外有关型钢混凝土(SRC)结构的设计规程进行了介绍,并简单介绍了我国现有的关于型钢混凝土(SRC)结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-97)及《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)的编制背景和依据。对两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的计算理论和计算方法进行了重点比较分析,并结合型钢混凝土(SRC)梁、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件和梁柱节点承载能力的计算实例,对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析,为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。

SRC-RC转换柱中钢与混凝土的共同工作

型钢混凝土-钢筋混凝土(SRC-RC)竖向混合结构是下部采用型钢混凝土(SRC)结构、上部采用钢筋混凝土(RC)结构的特殊结构形式.SRC-RC转换柱是该结构中用于连接下部SRC柱与上部RC柱的转换构件.SRC-RC转换柱由于具有型钢局部存在于柱中下部的特点,钢与混凝土之间的共同工作问题较为突出,导致转换柱产生了特殊的破坏方式.通过对16个SRC-RC转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,研究了转换柱中钢与混凝土的共同工作,给出了力学模型.研究结果表明:给出的模型可以较好地的说明型钢与混凝土之间的内力传递,并可用于分析转换柱试件的破坏机理;配钢率增大,型钢承担更多的剪力,整个加载过程中混凝土的损伤更为严重;采用型钢截断位置的局部加密和沿柱全高加密两种方式对部分试件采用箍筋加密措施,均取得了较好的效果,增加箍筋的数量可以有效缓解型钢局部存在的不利影响;减小配钢率有利于改善转换柱的滞回性能和变形能力.

SRC-RC竖向混合结构损伤破坏与抗震性能研究

为研究SRC-RC竖向混合结构中转换区域的抗震性能,设计2榀试验模型,其中一榀模型的上下两层砌筑有填充墙。通过低周反复荷载试验,研究模型的损伤破坏与性能指标,分析填充墙对转换区域抗震性能的影响,获得滞回曲线,承载力,侧移角,延性系数等关键性能指标。无墙框架的滞回曲线饱满,"捏缩"效应不显著,而填充墙框架的滞回环则表现出明显的"捏缩"效应,曲线中部出现了明显的滑移段,该段内荷载基本保持不变而位移持续变化,填充墙开裂后模型的承载力丧失迅速。虽然两个模型的屈服位移差别不大,无墙框架的塑性发展能力明显好于填充墙框架,在屈服阶段和破坏阶段,填充墙极大的限制了侧移的发生,导致塑性发展阶段明显缩短。下层柱脚和上层柱顶都形成塑性铰后框架失效,表现出"强剪弱弯"形态的破坏。填充墙使更多的箍筋达到屈服,框架表现出更显著的剪切受力特征。

SRC-RC竖向混合结构转换柱研究现状综述

通过16根转换柱试件及钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,分析型钢延伸高度、箍筋配置和型钢配钢率对转换柱受力性能的影响,为SRC-RC竖向混合结构的推广应用提供科研基础与参考.指出:(a)由于型钢的局部存在,转换柱容易产生类似于RC短柱的剪切破坏,破坏主要集中在RC部分,钢与混凝土之间的共同工作会导致此类破坏发生;(b)为了保证转换柱具有更好的抗震性能,应采取构造措施控制剪切裂缝的发展,避免剪切破坏,提高构件的变形能力.建议构件全高箍筋加密或在RC部分设置X形交叉钢筋.在对转换柱特殊破坏方式充分认知的基础上,对新的构造措施与配钢方式进行了展望.

SRC-RC转换柱箍筋设置方式与破坏区域变迁

通过16根SRC-RC转换柱试件和1根钢筋混凝土柱对比试件的抗震性能试验,研究了3种箍筋配置方式SRC-RC转换柱试件的屈服后变形性能和破坏特征。箍筋数量较多时,试件不但表现出超过钢筋混凝土柱的屈服后变形能力,并且变形能力的稳定性较好;箍筋数量较少时,试件的屈服后变形能力受其他构造因素影响较大。箍筋的配置对SRC-RC转换柱的破坏方式乃至破坏区域都产生了直接的影响,以通常方式配箍的SRC-RC转换柱均产生了剪切破坏,临界剪切缝贯通SRC-RC转换柱的钢筋混凝土部分。箍筋加密试件的剪切破坏区域转移到柱顶部的局部范围内。根据SRC-RC转换柱的破坏特点,提出了合理的箍筋配置方式:对于型钢延伸高度较小的试件,可对SRC-RC转换柱上部钢筋混凝土部分进行箍筋加密,而下部型钢混凝土部分则进行常规的箍筋配置。当型钢延伸高度超过3/5倍柱高时,箍筋的设置方式应能够有效控制黏结裂缝的发展,SRC-RC转换柱宜进行全高的箍筋加密。

SRC-RC竖向混合结构过渡层柱转换性能的试验研究

完成了6个SRC-RC竖向混合结构过渡层柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,对其转换性能进行了研究.型钢在过渡层柱中局部存在的特点导致了较为严重的剪切破坏,临界斜裂缝贯通柱上部整个钢筋混凝土部分,剪切斜裂缝的张开与闭合导致滞回曲线"捏拢"现象明显,同级位移的三个循环中刚度退化严重.过渡层柱的延性受到型钢配钢率、配箍率、轴压比的影响.除试件SRC4-2-N外,其余试件的延性均达到μ≥3的抗震要求,介于3.39与5.99之间.在相同轴压比作用下,过渡层柱表现出较钢筋混凝土柱更好的变形能力,延性性能介于钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱之间.

SRC-RC竖向混合结构转换柱刚度退化全过程分析

为了研究SRC-RC竖向混合结构中转换柱的刚度退化规律,设计并完成了17根试件的抗震性能试验,包括16根转换柱试件和1根钢筋混凝土柱对比试件。试验得到了转换柱的特征点刚度。转换柱的弹性刚度高于钢筋混凝土柱;试件的刚度随型钢延伸高度的增大呈现先降后升的变化规律;增大轴压比可以提升试件的刚度;型钢的配钢率对侧移刚度的影响相对较小。转换柱刚度退化的全过程可分为3个阶段,呈现出先快后慢的规律。刚度退化在混凝土开裂至试件屈服阶段较为迅速,屈服后则相对平缓。转换柱试件与钢筋混凝土柱对比试件具有相似的刚度退化规律。以16根转换柱试件为基础,对刚度退化曲线进行了拟合并给出了公式,可为混合结构的设计提供参考。

SRC-RC竖向混合框架静力非线性分析

为了解决SRC-RC竖向混合框架承载力和刚度的突变问题,避免形成薄弱层,共进行了7个工况的静力非线性计算,对SRC-RC竖向混合框架的抗震性能进行了分析.通过计算给出了SRC-RC竖向混合框架的基底剪力与顶点侧移曲线、极限层间侧移角及塑性铰分布.结果表明:SRC结构层数与结构总层数的比值不应小于1/3,以保证梁铰侧移机制得以实现;RC结构部分底层容易因刚度与强度突变而成为结构的薄弱层,因此适当增加RC结构部分底层或底部数层的纵筋数量,或减小与RC柱邻接的SRC柱的配钢率,可保证楼层承载力和刚度逐级递减,改善SRC-RC竖向混合框架的抗震性能.

SRC-RC竖向混合结构转换柱构造措施与受力性能

通过7个转换柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,研究了采用不同构造加强措施转换柱的受力性能.结果表明:7个转换柱试件均产生了剪切破坏,破坏发生在转换柱上部的钢筋混凝土部分;转换柱试件表现出较RC柱试件更好的承载能力;具有不同构造特征转换柱的延性性能与变形能力表现出较大的差异,位移延性系数为1.97～5.99,极限侧移角为1/54～1/21,说明不同构造的加强效果差异较大.当转换柱的侧移角达到1/50时,设置构造加强措施5个转换柱试件的强度退化率均高于0.9,说明转换柱具有较强的抵抗反复荷载的能力,承载力具有良好的稳定性.转换柱试件骨架曲线上各特征点对应的割线刚度高于钢筋混凝土柱,介于钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱之间.

型钢混凝土(SRC)结构设计规程对比分析(Ⅱ)

着重对我国现有的两部型钢混凝土(SRC)结构规程《钢骨混凝土结构设计规程》(YB9082-97)及《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)中关于型钢混凝土(SRC)偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的承载能力计算理论和构造要求进行了对比分析,并结合型钢混凝土(SRC)偏心受压构件和梁柱节点承载能力的计算实例,对两部规程的应用方法和计算步骤作了详细的说明;还对两部规程中关于型钢混凝土构件的构造要求进行了比较分析。为两部型钢混凝土结构设计规程的实施应用提供参考。

超厚湿陷黄土区SHR-SRC结构施工过程沉降监测与分析

为真实反映超厚湿陷性黄土区超高层型钢混凝土(Super High Rise-Steel Reinforced Concrete,简称SHR-SRC)结构在施工过程中沉降特征随上部载荷的变化规律,并指导安全施工,在试验场区建立了一套完整的沉降监测体系,动态追踪测试了超高层结构在整个施工周期2年6个月内的沉降变形等原始数据.利用实际监测结果,结合ABAQUS有限元分析,对SRC结构沉降特性进行了系统分析.结果表明:施工过程中,SHR-SRC结构整体沉降较为均匀,最大沉降速率为0.28 mm/d;距离核心筒附近的地下试桩点位正、负应变值小,远处则相反;土体在施工强度平缓状况下,局部会出现短暂的"回弹"现象;模拟显示筏板底中心桩顶位移最大,边桩次之,角桩最小,同一桩产生沉降差说明桩本身存在轴向压缩;但由于黄土地基及结构受力的复杂性,相关规律需进一步分析与探讨.

SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法分析

首先介绍了SRC-RC竖向混合结构的受力特点和性能优势;并针对我国和日本的相关规程及工程应用实践,结合日本阪神地震中SRC-RC竖向混合结构的主要震害特点,指出国内外SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法所存在的主要问题及不足。在综合分析阪神地震后日本关于SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计方法的最新研究进展的基础上,提出了SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计的设计思路和方法。可为SRC-RC竖向混合结构过渡层抗震设计提供参考。

SRC-RC竖向混合结构转换柱型钢保护层厚度分析

对16根试件进行了低周反复荷载试验研究.研究发现:由于转换柱试件的剪切作用明显,因此增加箍筋数量能够明显提升转换柱屈服后的变形能力,改善抗震耗能能力;影响型钢翼缘保护层厚度的主要因素包括试件的构造措施、轴压力大小以及钢与混凝土之间的粘结性能;当构造措施无法避免临界剪切斜裂缝的出现时,型钢翼缘保护层承担了较大的轴压力,存在负荷过大而压溃的可能,这种破坏方式将导致箍筋约束作用无法得到充分发挥,转换柱的抗震性能无法得到保证.为了保证型钢与混凝土之间的共同工作效果,防止转换柱破坏前型钢翼缘保护层压溃,型钢翼缘保护层不应小于0.2倍的截面高度,且不小于50 mm.

上盖开发混合结构钢柱-钢筋混凝土柱连接节点研究

车辆段上盖开发中利用上钢下混凝土混合结构可有效减小结构自重从而减小结构地震作用,使结构更加经济合理。但此种结构的连接节点尚无成熟的规范图集供参考,尚待研究后方可应用于实际工程。本文对北京地铁张家湾车辆段上钢下混凝土混合结构的钢柱与钢筋混凝土柱的连接节点进行了研究,并对其在正常使用工况和地震工况的受力性能进行了数值模拟。通过分析表明本文所研究的钢柱与钢筋混凝土柱连接节点受力合理、性能可靠。可为类似结构的此类节点设计提供参考。

填充墙对SRC-RC竖向混合框架结构抗震性能的影响

目的研究填充墙的布置对SRC-RC竖向混合框架结构抗震性能的影响,为结构设计提供参考.方法利用SAP2000对6种不同填充墙布置模型的静力弹塑性分析,即填充墙框架的Pushover曲线、承载力、延性、破坏机制以及性能点处的层间位移角.结果填充墙的不同布置改变了框架结构的刚度、内力分布和塑性铰破坏机制,填充墙满布以及底部无填充墙的层数小于转换层的SRC-RC竖向混合框架结构具有较好的抗震性能,其基底承载是无填充墙框架的2～5倍,延性系数降低,但在结构成为机构体系前,结构的塑性铰多且较为均匀,能够耗散罕遇地震释放的大量能量;转换层以上布置填充墙的结构基底承载力为无填充墙框架的1.2～1.5倍,在罕遇地震时塑性铰集中分布在底部无填充墙框架层,容易在转换层形成薄弱层.结论满布填充墙的SRC-RC竖向混合框架结构具有良好的抗震性能和抗倒塌性能;对于由于建筑需要底部无填充墙布置的SRC-RC竖向混合填充墙框架结构,底部无填充墙布置的层数宜小于转换层数.

SRC-RC竖向混合结构过渡层位置的确定分析

对一幢40层SRC-RC框架核心筒竖向混合结构进行了多遇地震作用下不同过渡层结构与原结构的楼层位移角、位移和剪力的对比分析，并得出了类似于该工程实例SRC-RC结构的过渡层宜设置在（0．46～0，65）H（H为结构高度）位置的结论。