内置开孔钢板加劲肋的L形宽肢钢管混凝土组合柱轴压性能研究

为研究内置开孔钢板(PBL)加劲肋的宽肢钢管混凝土组合柱(W-LCFST)的轴压性能,以L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D)的轴压试验为基础,开展了W-LCFST柱参数化分析。结果表明:添加PBL加劲肋可增强混凝土和钢板之间的相互作用,与未添加PBL加劲肋的试件相比,添加1组PBL加劲肋,承载力提高了3.8%~5%,延性系数提高了14.3%~25.7%;添加2组PBL加劲肋,承载力提高了7.9%,延性系数提高了29.2%。最后,基于Mander理论,提出了预测W-LCFST柱截面承载力的计算公式,并将预测公式计算结果、日本规范Recommendations for design and construction of concrete filled steel tubular structures(AIJ-CFT(1997))、美国规范Load and resistance factor design specification for structural steel buildings(AISC-LRFD(1999))、《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)分别与有限元结果进行了对比。结果表明:上述公式计算结果均较为保守,但所提出的预测公式计算结果更加准确,平均误差为7%。

W-LCFST柱抗震性能及弯矩-曲率关系研究

目的研究L形宽肢钢管混凝土组合柱(W-LCFST柱)的抗震性能及弯矩-曲率计算方法,为工程应用提供设计依据。方法应用ABAQUS有限元分析软件建立考虑混凝土塑性损伤和延性金属损伤的有限元模型,在验证模型合理准确的基础上,对比分析等肢截面、不等肢截面、轴压比及钢管厚度等参数对抗震性能的影响;基于W-LCFST柱的参数化分析结果和破坏现象,提出柱截面屈服、峰值和极限状态弯矩-曲率的简化计算方法。结果等肢W-LCFST柱截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度和正向峰值承载力分别提高了16.9%和35.0%;X向截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度和正向峰值承载力分别提高了15.3%和31.8%;Y向截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度提高了9.4%,正向峰值承载力提高了18.0%;轴压比从0.2增至0.6时,正向峰值承载力和延性分别降低了13.8%和6.8%;钢板厚度从6 mm增至10 mm后,峰值承载力和延性分别提升了25.7%和4.9%。结论有限元模拟、试验和理论计算的结果吻合度较好,误差在10%以内,验证了弯矩-曲率计算方法的准确性;等肢截面高宽比增加,增大X向肢长和增加钢管厚度使柱的承载力、初始刚度和延性有明显提高。

矩形钢管混凝土柱-H形钢梁小尺度外环板式节点滞回性能研究

为研究宽偏矩形钢管混凝土柱-H形钢梁小尺度外环板式连接节点的抗震性能,设计了5个柱截面尺寸为400 mm×200 mm的框架边节点和中节点梁柱组合体,考虑不同外环板尺寸、柱子单侧与双侧受弯、绕柱强轴与弱轴受弯等影响因素,对其开展拟静力试验,研究其承载力、延性、耗能、刚度与强度退化及外环板的应力分布等具体性能。结果表明:节点发生了梁翼缘与外环板焊接部位的局部屈曲、开裂和节点域柱腹板剪切破坏两种模式,除绕柱弱轴双侧受弯的梁柱组合体外,其余梁柱组合体呈现弱构件强节点的特性,具有良好的抗震性能;梁柱组合体绕柱强轴受弯时,单侧受弯及双侧受弯都具有良好的承载性能。对于宽扁矩形钢管混凝土柱-H形钢梁节点的外环板,采用比现行相关设计规范要求小的外伸宽度,在工程应用上是可行的。

隐式框架钢结构住宅体系的研发与实践

本文介绍了我国装配式钢结构住宅的发展历程、钢结构住宅的常用建筑形式与构件,以及目前业内对钢结构住宅的关注点。针对目前普遍存在的问题,介绍了隐式框架的改善创新和科研成果,主要从体系构成、构件形式、连接节点和配套材料选用等几个方面展开,并讲述了其特点和优点。最后部分介绍了隐式框架钢结构住宅体系在云南、四川、山东、河南、山西、浙江等地工程应用的案例情况。隐式框架钢结构住宅体系,是目前国内众多钢结构住宅体系中的一种解决方案,具有工业化程度高、产品标准化与工业化、符合规范便于审图、制作简单便利、节约造价等特点,可以为业内装配式钢结构住宅的工程项目提供一种应用参考。