套环四肢钢管混凝土格构柱轴心受压承载力试验研究

套环四肢钢管混凝土格构柱(简称套环格构柱)适用于村镇化装配式低层建筑中,其运输、安装和维护方便,为探究其受力性能,设计制作了10个套环格构柱进行了轴心受压试验,分析了套环与柱肢钢管间的间隙处理方式、缀条连接方式和长细比变化等因素对套环格构柱承载力的影响,与普通轴心受压格构柱的承载力设计计算公式比较,提出了轴心受压套环格构柱承载力计算公式,可供设计参考。

四肢和两肢钢管混凝土柱框架的用钢量对比

以实际工程石横特钢1780热连轧绿色智能产品结构调整项目热轧主车间为实例,选取热轧主车间框架为研究对象,对框架格构柱分别为两肢、四肢钢管混凝土柱的情况下,框架的整体耗钢量进行了分析。对比框架为两跨、三跨、四跨的不同情况时,采用四肢钢管混凝土柱和采用两肢钢管混凝土时,主车间框架的用钢量和混凝土用量,为类似的工程设计提供一定的参考和借鉴。

无屈服台阶钢管混凝土(CFST)四肢格构柱轴压试验

为了对无屈服台阶钢管混凝土(CFST)四肢格构柱构件的变形及受力特征进行分析,进行了2根无屈服台阶钢管混凝土(CFST)四肢格构柱的轴压试验.该试验在5 000 kN压力试验机上进行.试验结果表明:无屈服台阶钢管混凝土(CFST)轴压四肢格构柱破坏形态为剪切破坏.其破坏前有较明显的征兆,属于延性破坏范畴;轴压四肢格构柱轴压破坏时多处肢柱部位被拉裂,这些部位都位于缀管与肢柱的焊接连接处,由此判断这些部位为构件的薄弱部位.在整个受压过程中斜缀管和平缀管的受力都较小且都处在弹性阶段,说明缀管的用量可能偏大,应该对缀管的用量进行优化.

方形四肢钢管混凝土格构柱拟静力试验与受力机理分析

为了解地震作用下方形钢管混凝土格构柱的工作情况及抗震性能,便于工程设计及工程应用,完成了2根方形四肢钢管混凝土格构柱恒压下的低周反复加载试验,并对格构柱的各组成构件进行了受力分析。试验结果表明:(1)柱肢钢管加载前期,紧箍作用不明显,但受力后期对核心混凝土的紧箍力非常大;(2)加载后期方形钢管混凝土格构柱各柱肢处于纵向受压环向受拉状态,并各柱肢均具有良好的延性性能;(3)柱肢与缀管的连接节点是受力的薄弱部位,加强节点构造、保证焊缝质量非常重要。试验结果及理论分析结果证实了方形钢管混凝土格构柱应用在抗震结构中的可行性和优越性。

往复荷载作用下钢管混凝土格构式柱地震损伤模型及试验研究

为了解巨型组合结构体系中钢管混凝土格构式柱的地震损伤情况,通过对4根四肢钢管混凝土格构柱低周往复荷载试验,得出了四肢钢管混凝土格构柱在低周往复荷载下的破坏形态和构件损伤特征。在试验分析基础上,对经典的Park-Ang损伤模型进行了修正,提出了适用于四肢钢管混凝土格构柱的损伤指数和耗能因子计算公式;并根据试验现象和各阶段特征,选取了经典的Park-Ang损伤模型、基于能量的损伤模型和改进的Park-Ang模型进行对比研究。结果表明:改进的Park-Ang模型能较好的判断四肢钢管混凝土格构柱的损伤程度,且通过损伤值可将构件损伤划分为是否可修、不可修但未破坏和不可修且将破坏三个阶段,并以损伤值0.4作为划分试件是否可修的界限。

四肢钢管混凝土格构柱耗能能力有限元分析

为了优化四肢钢管混凝土格构柱的设计,更好地掌握格构柱的抗震性能,完成了2根四肢钢管混凝土格构柱的低周反复加载试验,并通过试验校核修正了有限元模型。利用ANSYS有限元软件对四肢钢管混凝土格构柱进行了三维非线性数值模拟,重点研究了轴压比、等效长细比及材料比例系数对试件耗能能力的影响。研究结果表明:材料比例系数ζ越大,试件延性越好,当ζ=1.5~2.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当ζ≈2时,试件材料比例系数设计最佳;一般轴压比n越大,试件水平承载力越大,但延性变差,当n=0.2~0.5时,四肢钢管混凝土格构柱的耗能性能较好,且当n≈0.5时,试件轴压比设计最佳;一般随着等效长细比增大,试件水平承载力降低,延性越好,但建议四肢钢管混凝土格构柱的名义长细比控制在10以内。