压-弯-剪-扭复合受力下空腹式角钢骨架混凝土柱抗震性能试验研究

为研究压-弯-剪-扭复合作用下空腹式角钢骨架混凝土(OTSRC)柱的抗震性能,以扭弯比、轴压比、剪跨比、腹杆配箍率和保护层厚度为试验参数,完成了10根OTSRC柱的压-弯-剪-扭低周反复加载试验。观察OTSRC柱在复合受扭状态下的破坏特征,分析各参数对其滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震指标的影响规律。结果表明:随扭弯比增大,OTSRC柱依次发生弯曲破坏、弯扭破坏、扭转破坏;剪跨比减小后,破坏形态由弯扭破坏转变为剪扭破坏;OTSRC柱的扭矩-扭转角滞回曲线存在明显的捏缩现象,荷载-柱顶位移滞回曲线为饱满的梭形;扭弯比由0.42增至∞时,OTSRC柱的受扭承载力提高146.8%,其抗扭刚度退化减慢,抗弯刚度退化加快;增大腹杆配箍率对OTSRC柱的变形性能影响较小;OTSRC柱的受弯耗能能力优于受扭耗能能力,因此其在复合受扭状态下易发生扭转破坏;在压-弯-剪-扭复合受力状态下,为保障OTSRC柱的层间位移角满足设计要求,剪跨比应不小于2.5。

螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱滞回性能试验研究

为了研究螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的滞回性能,以轴压比、配箍率、配钢形式以及截面形式为变化参数,设计10个试件(其中空腹式型钢混凝土柱对比试件1个,复合螺旋箍筋混凝土柱对比试件1个)进行低周反复加载试验。观察试件的破坏形态,获取各试件的滞回曲线和骨架曲线。分析试件的极限承载力、层间位移角、延性、耗能、强度衰减和刚度退化等抗震性能指标,以及各变化参数对其抗震性能的影响。结果表明:螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱主要表现为弯曲破坏和黏结破坏;相比空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱,螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的滞回曲线更为饱满,承载力、延性和耗能均有提高;随着轴压比的增大,其承载力、刚度和耗能能力提高,但延性和变形能力降低,强度衰减和刚度退化现象更为严重;随着螺旋箍筋配箍率的增大,承载力、刚度、延性、耗能能力和变形能力逐渐提高;相同总含钢量下,增大螺旋筋配箍率比增大型钢间接配钢率对其延性和耗能能力的提高更显著,对其承载力则相反;三种截面形式中,Ⅲ类截面试件表现出最优的抗震性能。

空腹式型钢混凝土框架柱的恢复力特性

根据 6个配角钢骨架空腹式型钢混凝土框架柱的试验 ,研究了该类框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能 。

方钢管混凝土柱内隔板式节点骨架曲线的确定方法

基于方钢管混凝土柱内隔板式节点的低周反复荷载试验,对其弯矩-层间转角变形骨架曲线进行较为深入的研究与分析,提出方钢管混凝土柱内隔板式节点弯矩-层间转角变形骨架曲线的三折线模型。模型将节点层间转角变形分解为3部分:梁变形、柱变形和节点变形,分别进行计算,其中节点变形采用改进组件法计算。理论模型与多组试验结果进行对比,结果表明,弹性阶段下模型与试验结果吻合较好,弹塑性阶段模型虽存在一定误差,但仍具有参考意义。

某空腹式型钢混凝土的托柱梁设计与有限元分析

简述了一个实际工程中的空腹式型钢混凝土托柱梁的设计与计算过程。并基于ABAQUS对其进行了有限元分析,结合有限元分析结果,提出了局部加强措施,为此类梁的工程设计应用提供了一些有益的建议。

核心约束空腹式型钢混凝土柱恢复力模型研究

为了研究核心约束空腹式型钢混凝土(LSRCC)柱的恢复力模型,通过8个LSRCC柱试件的低周反复加载试验,获取了骨架曲线和滞回曲线,分析了其滞回特性;基于骨架曲线和滞回曲线特征,在弹塑性刚度、软化刚度和卸载刚度等模型特征参数的计算中,量化了型钢与螺旋箍筋的约束效应,建立了考虑型钢与螺旋箍筋复合约束作用的骨架曲线模型和恢复力模型。结果表明:核心约束空腹式型钢混凝土柱的滞回特性主要受轴压比、截面类型、螺旋箍筋配箍率和型钢间接配钢率的影响;所建议的三折线型骨架曲线模型与实测骨架曲线吻合较好,所建议的定点指向型恢复力模型与滞回曲线也较好的吻合,并且能反映不同轴压比和复合约束效应对滞回特性的影响,可为该结构的弹塑性地震反应分析提供参考。

变电站空腹式钢构架钢骨混凝土柱抗震性能分析

以变电站为研究对象,分析变电站空腹式钢构架-钢管混凝土组合柱的抗震性能。具体分析空腹式钢构架的基本原理,通过相应的试验参数,设计了3个试件,并对试件进行加工、力学性能和测量具体内容分析;然后对3个试件的破坏形态进行分析;最后进行性能测试。结果表明:钢构架抗拉性能和承载力强,具有较好的抗震性能。

角钢混凝土柱正截面受力性能试验研究

通过对9根不同轴压比（n0=0．33～0．42）和钢板箍配箍率（ρsv=1．18％-2．09％）的角钢混凝土柱在低周往复荷载作用下的试验，发现试件均发生大偏心受压破坏。通过试验柱滞回曲线提取了相应的骨架曲线。在试验研究的基础上，对角钢混凝土柱正截面受力性能进行探讨，论述角钢混凝土柱基于平截面假定的正截面承载力计算公式，采用公式计算的试验柱正截面承载力与试验结果吻合较好。

空腹式型钢砼框架柱的恢复力性能

根据６个配角钢骨架空腹式型钢砼框架柱的试验，研究了该类框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能，提出了能反映空腹式型钢砼框架柱性能的退化三线型恢复力模型及其特征点的计算方法．

角钢混凝土柱延性与抗震措施

针对目前的规范或规程均尚未明确给出角钢混凝土柱的抗震构造措施这一问题,基于9根剪跨比为3、采用钢板箍的角钢混凝土柱拟静力试验获得的骨架曲线,采用能量等效法计算了试验柱的位移延性系数。结果表明,轴压比不变的试件,随钢板箍配箍率的增加,位移延性系数增大;钢板箍配箍率不变的试件,随轴压比的增加,位移延性系数减小;最后给出角钢混凝土柱抗震构造措施,为采用该类柱的结构设计提供依据。

不同空心率对高强轻质混凝土角钢组合空心柱抗震性能影响

为探究地震作用下,空心率对高强轻骨料混凝土角钢组合空心柱抗震性能的影响,设计了1根高强轻骨料混凝土角钢组合实心柱与4根不同空心率的角钢组合空心柱.通过对5根试件进行拟静力试验,明确了角钢组合空心柱的破坏模式,并对试件的滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力及刚度退化进行了分析.结果表明:随着空心率的增加,试件的裂缝发展速度逐渐增加,试件的承载力和极限位移下降趋势显著,延性和峰值后拥有的耗能能力呈现先增大后减小趋势,刚度退化现象明显;空心率为15%试件,各项抗震性能良好;空心率为25%和32%的试件滞回曲线出现明显的“捏缩”;适当的空心率,可以满足抗震需求.

鄂尔多斯市纬三路西桥空腹式刚架拱结构设计

鄂尔多斯市纬三路西桥采用预应力混凝土空腹式刚架拱结构。该结构受力特点介于拱和连续刚架之间,能充分发挥2种体系的优势,受力合理,结构新颖,简洁流畅,刚劲和律动溶为一体。重点介绍了其上、下部结构设计特点,包括箱梁构造特点、内力分析、预应力体系及钢束布设、箱梁施工工艺等。

空腹式型钢混凝土异形柱中框架拟静力试验及有限元分析

通过1榀缩尺比为1/2.5的两跨三层的空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱中框架在水平反复荷载作用下的试验研究,获得其荷载-位移滞回曲线及最终破坏形态,分析其结构延性、层间位移角及耗能性能。结果表明,空腹式SRC异形柱中框架滞回曲线饱满,弹塑性层间变形能力强,延性及耗能能力良好。基于试验研究结果,采用ABAQUS软件对该结构进行了非线性有限元分析,研究空腹式SRC异形柱框架的承载力、刚度退化以及出铰机制。有限元分析得出的结果与试验实测结果吻合较好;在此基础上对该结构进行参数分析,研究轴压比、混凝土强度、型钢屈服强度、柱肢高肢厚比、梁柱线刚度比以及梁柱屈服弯矩比等参数对其力学性能的影响。结果表明:增大混凝土强度、柱肢高肢厚比、梁柱线刚度比以及梁柱屈服弯矩比,能够提高结构的水平承载力和弹性刚度,但对结构延性的影响不大;随着轴压比和型钢屈服强度的增大,结构弹性刚度均变化不大,但增大轴压比,结构水平承载力和延性均降低,增大型钢屈服强度,能够同时提高结构水平承载力和延性。

空腹式型钢混凝土异形柱中框架抗侧刚度试验研究

通过对1榀1/2.5比例两跨三层的空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱中框架在反复荷载作用下的试验研究,分析了结构的弹塑性特征以及整体和层间抗侧刚度的退化过程。通过分析可知:空腹式SRC异形柱框架沿竖向的刚度分布较均匀;层刚度与整体刚度的退化均表现出由快到慢的规律;获得了层间位移角的变化与层刚度退化之间的关系;结构正、负向弹塑性性能接近,极限层间位移角大于规范规定的限值,抗倒塌能力强;空腹式型钢混凝土异形柱中框架的延性优于钢筋混凝土异形柱框架;结构破坏时可以形成梁铰机制,符合"强柱弱梁"的要求。

空腹式型钢混凝土异形柱框架抗震性能试验研究

通过对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱框架进行低周反复加载试验,观察结构的受力过程和破坏形态,获得结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及主要阶段的荷载和位移值,并分析结构的层间位移角、延性、耗能性能及刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:空腹式SRC异形柱框架破坏时形成梁铰机制,属于"强柱弱梁"型结构;滞回曲线较为饱满,刚度退化小;弹塑性极限层间位移角超过规范规定的限值,抗倒塌能力强;延性和耗能能力均优于钢筋混凝土异形柱框架。

空腹式型钢混凝土异形柱中框架受力机理的有限元分析

在试验研究的基础上,采用通用有限元软件ABAQUS对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱中框架在单调荷载作用下的受力机理进行了研究。计算和分析了该结构的水平荷载-位移骨架曲线;对结构整体及节点核心区等关键位置在加载结束时的变形进行分析,并与试验结果进行对比。分析表明,有限元计算曲线与试验实测曲线吻合较好,结构有限元模拟的最终变形与试验结果较为一致,验证了建立的有限元模型的合理性。对结构受力全过程典型时刻、典型位置处的混凝土及型钢截面应力分布和发展规律进行了分析,揭示了空腹式SRC异形柱中框架的受力机理,可为这类结构的设计及其工程应用提供参考。

钢混组合结构大跨越输电塔主柱和节点的试验研究

为了给工程设计提供参考依据,对钢混组合结构大跨越输电塔中的格构式角钢-钢管混凝土主管和钢管混凝土-钢管相贯节点等关键技术进行了试验研究,获得了格构式角钢-钢管混凝土主管的整体稳定性能、破坏模式和承载力以及钢管混凝土-钢管相贯节点的管壁变形、应力集中系数和承载力数据,并提出了承载力计算方法,可用于类似结构的设计中。

压弯剪扭复合受力下空腹式槽钢混凝土L形截面柱抗震性能试验研究

为研究槽钢混凝土L形截面柱的抗震性能,对6个L形截面柱开展了压弯剪扭复合受力下的拟静力试验。通过试验观察L形柱的破坏特征,得到其荷载-位移、扭矩-扭转角滞回曲线以及主要试验阶段的特征点参数。基于实测数据,重点分析扭弯比和肢高肢厚比对L形柱的滞回曲线、刚度退化以及延性系数等受力性能的影响。结果表明:L形柱的破坏模式可根据扭弯比的大小分为弯曲破坏、弯剪破坏、弯扭破坏以及扭剪破坏。荷载-位移滞回曲线呈较饱满的弓形,扭矩-扭转角滞回曲线出现"荷载跌落"现象。扭矩的存在使得构件的损伤更严重,耗能更大。当扭弯比为0.89、肢高肢厚比为3.0时,L形柱的延性较好,其延性系数满足规范要求;当扭弯比为0.25、肢高肢厚比为2.5时,L形柱具有较好的抗倒塌能力,其层间位移角满足规范要求。

轴心受压格构式钢骨-钢管混凝土柱试验研究

试验设计4组共8个格构式钢骨-钢管混凝土柱和圆钢管-混凝土柱,其中2个短柱(L=500 mm)、2个中长柱(L取1 500 mm)、4个长柱(L取2 500、3 500 mm)试件。通过对钢骨-钢管混凝土柱进行轴压试验,考虑格构式钢骨和长细比两个变化因素,观察各试件受力过程及破坏形态,测得荷载-应变和荷载-位移关系曲线,并分析两个变量对试件承载力的影响规律。研究结果表明:钢骨-钢管混凝土柱受力过程均经历弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,破坏形态主要有材料强度破坏和弹塑性失稳破坏;格构式钢骨架对试件承载力有一定提高;长细比对钢骨-钢管混凝土试件承载力影响较大,随着长细比增加,试件承载力明显降低。此外采用AISC规范和欧洲规范4的相关计算公式计算钢骨-钢管混凝土柱承载力,计算结果表明规范公式均相对保守。因此,建议的格构式钢骨-钢管混凝土轴压柱的承载力设计公式,能较为准确地预测钢骨-钢管混凝土柱承载力。

华润中心结构设计中的关键技术

深圳华润中心结构复杂,存在大量的转换构件,且结构长度远远超过规范要求分缝的限值。结合工程本身的特性,设计采取了分层钢管芯混凝土组合柱、半空心型钢混凝土转换梁、格构式空腹箱形钢梁、抗剪型钢混凝土转换梁等多种结构体系相结合的措施。结构体系的刚度、延性和稳定性良好,确保了工程的安全性和经济性,满足了建筑方案对空间的要求。主要介绍工程结构关键技术的设计和应用特点,并对工程中应用的33m跨格构式空腹箱形钢梁组作为中庭转换梁的设计及构造作出分析。