不同约束H型钢柱火灾后力学性能试验研究

通过对3根柱顶受不同约束的H型钢柱的火灾后力学性能的对比试验研究,讨论不同约束对H型钢柱火灾后力学性能的影响。3种约束条件分别为:柱顶对称约束、柱顶非对称约束和自由膨胀。火灾中及火灾后的试验结果显示,H型钢柱的升温和降温过程存在一定的滞后性,受火后的H型钢柱仍有较高的轴压承载力,最终破坏时伴随着翼缘和腹板的局部屈曲,约束性质对H型钢柱火灾后的力学性能有明显的影响,也即受对称约束的H型钢柱在火灾后轴压作用下的纵向应变明显不同于非对称约束的情况,而且非对称约束钢柱压曲破坏前的整体刚度明显高于对称约束。火灾后H型钢柱沿强轴方向的侧向弯曲形状呈S形变化,这一特征对于受对称约束和自由膨胀的钢柱更为明显。

环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点的抗震性能

设计了一种环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点,并建立了该试件的全尺寸三维有限元分析模型,计算得到了此类节点试件的滞回曲线、骨架曲线及破坏模式,经与试验结果进行对比,两者吻合良好.在此基础上,对试件进行有限元变参数分析,考察了轴压比、混凝土强度、梁柱线刚度等对试件抗震受力性能的影响,同时提出了一种改进型梁端削弱翼缘的节点形式.结果表明:随轴压比增大,试件的耗能及延性性能明显下降;混凝土强度的变化对试件滞回性能影响不大;当保持柱截面不变,仅变换钢梁尺寸时,节点的承载力、延性及抗震耗能性能均随梁-柱线刚度比的增大而显著增大;而当保持钢梁截面不变,仅改变柱内型钢含钢率时,节点抗震受力性能随梁-柱线刚度比的变化并不明显;改进的梁端翼缘削弱形式的试件可在不明显降低其承载力及耗能性能的情况下,将塑性铰外移至距节点区较远的地方,从而更好地保护节点区.上述研究结论可为此类新型节点的应用提供理论基础.

环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点抗剪承载力

采用试验和非线性有限元分析两种方法研究了节点区的受力特点,明确了其抗剪承载力主要由节点区各组成部件共同承担,并分析得到节点区各部件对其抗剪承载力的贡献大小。通过对节点区各部件受力机理的分析,推导出了节点区各部件的抗剪承载力计算方法。最后,通过叠加原理得到了此新型节点的抗剪承载力计算公式,通过与试验及有限元分析结果的对比可知,该计算公式安全、合理,可以满足"强节点、弱构件"的工程抗震设计原则。