基于施工全过程健康监测的装配式部分包覆钢-混凝土组合结构体系动力特性研究

为研究装配式部分包覆钢-混凝土组合结构的动力特性,基于世博文化公园双子山项目,采用全过程健康监测手段对装配式PEC结构体系施工全过程的应力、加速度进行监测,研究其阻尼比和自振频率在施工过程中的变化情况,将实测结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:结构应力计算值、自振频率计算值等均与实测值吻合较好,验证了结构施工全过程仿真模拟计算的合理性。施工过程中PEC框架梁柱及节点后浇区的型钢及混凝土应力实际监测结果均满足强度要求。节点后浇区混凝土浇筑前后,结构自振周期和阻尼比差别较小;结构顶部覆土恒载施加完成后,结构的自振周期和阻尼比均较之前有所增大。结构设计时阻尼比取0.04,小于施工完成后的阻尼比实测值最小值0.046,阻尼比取值偏于安全,设计阻尼比取值合理。

钢筋混凝土柱-钢梁混合结构体系研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合结构体系由钢和混凝土两种不同的材料组成,综合了钢结构和混凝土结构各自优势,充分发挥材料性能,结构形式高效经济且低碳,是国内外研究和应用较多的结构体系之一。对国内外有关RCS节点基本受力性能、抗震性能、受剪承载力计算方法,整体结构抗震性能和抗连续倒塌性能,以及功能可恢复结构的研究现状和最新进展进行了综述和分析。对今后研究重点和发展趋势做了展望,对提高我国RCS混合结构研究和设计水平,推广RCS混合结构的工程应用,具有重要参考意义。

装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑组合节点抗震性能研究

将屈曲约束支撑(BRB)引入装配式混凝土柱-钢梁(RCS)组合结构中,提出一种装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑(P-RCS-BRB)组合结构连接节点,以适应当前抗震设计的更高要求。该节点不仅能实现全装配,还能有效降低支撑所带来的开合效应影响。采用经验证的有限元模拟分析方法,对此节点的抗震性能进行分析,结果表明:该节点具有高承载、可装配、震后无损伤等特点,满足强节点连接的设计要求和大震弹性的抗震目标,有助于实现结构的震后功能可恢复。

钢框架-钢板墙和钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能对比分析

为满足建筑工业化的迫切需求,进一步拓展钢框架-钢板墙结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构2种典型结构体系在高烈度区的应用,以某高烈度地区保障性住房建设项目为结构方案原型,分别对其进行多遇地震下的反应谱抗震设计,并补充了弹性动力时程分析验算,同时对比分析了罕遇地震下2种结构的弹塑性抗震性能。结果表明,钢框架-钢板墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,塑性铰主要出现在钢板墙附近的梁端和柱端,而钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系侧移模式呈剪切型,塑性铰主要出现在结构中间层的梁端。2种结构体系均能够满足预期的抗震设计要求,适用于高烈度区的多高层民用建筑。

装配式钢结构H形钢梁-钢管柱连接节点的力学性能研究

为进一步研究装配式钢结构H形钢梁-钢管柱连接节点的力学性能,以装配式钢管柱-组合螺栓连接节点试件为研究对象,利用ANSYS有限元软件对其进行了低周往复荷载作用下的抗震性能数值模拟分析。基于数据的整理和对比,分析节点试件的破坏模式、耗能能力、承载力、延性、刚度退化等力学性能。研究结果表明:由于对穿螺栓具有将钢梁上、下翼缘轴力直传至钢管柱对面的作用,在循环往复荷载作用下,钢管柱柱壁均出现"对称凹屈"现象,随后以梁端出现塑性铰丧失承载能力而破坏;节点承载力较高且耗能能力强,等效黏滞阻尼系数平均大于0.4;具有一定的塑性变形能力,延性系数均在3.0以上,表明该节点具有良好的抗震性能;节点的屈服和极限承载力会随着内套筒厚度的增加而显著增加,但同时也会降低节点延性、增大节点刚度退化程度;梁翼缘与外伸端板组件采用高强度螺栓连接会降低节点承载力和延性,增大耗能能力。研究成果将为装配式钢结构H形钢梁-钢管柱连接节点的研发和相关工程应用提供参考。

方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能有限元分析

基于一榀两跨三层方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的低周往复荷载试验,应用ABAQUS软件建立相应的有限元模型并对模型正确性进行了验证,利用该模型研究了轴压比、核心混凝土强度等级、钢管屈服强度、左右侧梁高比以及柱截面宽厚比对方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能的影响。结果表明,方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的设计符合“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震设计原则;当轴压比大于0.6时,框架结构延性明显变差;当核心混凝土强度等级提高至C50后,框架结构的承载力主要取决于钢管强度;随着钢管屈服强度的提高,框架结构的峰值荷载和破坏荷载均不断增大;左右侧梁高比的变化对框架结构的侧向承载力和弹性阶段的受力情况均有影响;框架结构的刚度和承载力均随柱截面宽厚比的增大而逐渐减小。

装配式钢-混凝土组合结构体系研究

以内蒙古集宁宜和小区为工程背景,研究出一种新型装配式钢-混凝土组合结构体系,由方钢管混凝土柱、钢板剪力墙、U型梁、叠合板和装配式自锁连接整浇外墙组成,对其进行了结构抗震性能化设计,并与常规结构方案进行了对比优化分析,结果表明各项指标均满足规范要求,且具有装配率高、重量轻、含钢量少、节点安装方便以及施工速度快等优点,值得推广应用。

新型装配式钢-混凝土组合结构梁柱节点在教学楼中的应用

本论述根据金昌市某中学教学楼设计要求,探讨了新型装配式钢-混凝土组合结构梁柱节点在实际教学楼建筑中的具体应用。首先介绍该组合节点的上部结构与基础计算内容,以具体的计算结果提出教学楼应用该技术组合节点的应用措施。以工期、技术完善性、后浇带区域的液态侵蚀、后浇带区域稳定性设计、混凝土建材形变风险等方面进行详细阐述。根据笔者研究,可将新型装配式钢-混凝土组合结构梁柱节点技术应用在教学楼设计中,为教学楼体设计的稳定性、安全性提供一些技术参考和借鉴。

部分包覆钢-混凝土组合结构设计方法及实践

介绍了一栋全预制装配式钢-混凝土组合结构多层办公楼的结构设计,主体结构采用了部分包覆钢-混凝土组合框架柱(PEC柱)与钢蜂窝梁组成的组合框架结构,楼板采用预制的局部叠合板。部分包覆钢-混凝土组合结构是一种性能优越的全装配式结构,体系新颖、性能良好、连接可靠、拼接方便、经济合理。PEC柱能充分发挥钢材和混凝土的优势,与纯钢结构相比,可以节省资金约30%,有良好的经济效益和社会效应。蜂窝梁通过实腹钢梁经二次加工组合而成,提高了刚度,在第一个孔周边加强后,能节约钢材用量20%以上,有良好的经济效益,且蜂窝孔洞中适宜设备管线穿越,可提高净空,便于设备管线安装、集成,实现设备管线与主体结构的脱离,符合装配式设备的要求。文章阐述了该结构体系特点、设计方法、注意事项等,可为国家相应标准的编制提供依据,也可为类似结构的设计提供参考。

钢-混凝土组合结构在装配式建筑中的应用

近年来,钢-混凝土组合结构在装配式建筑中的应用与发展受到了建筑行业的高度认可,多种组合结构体系在实际工程中得到应用,本文介绍了装配式钢管束组合结构体系、PEC预制装配的组合结构体系以及捷约预制装配式框架体系三种可用于装配式建筑的组合结构体系,重点介绍了三种组合结构体系的构成、优势以及典型案例,可供有关工程技术人员参考。

钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构的设计与分析

钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构作为一种新型结构体系,融合了钢管混凝土柱和钢梁的优势,具有广泛的应用前景和重要性。钢管混凝土柱通过在钢管内灌注混凝土,充分利用了钢管的抗压能力和混凝土的耐久性,增强了结构的承载力和耐久性。钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构在工程中具有广泛的应用前景和重要性。本论文旨在通过对该结构的设计与分析,深入探讨其优势和性能,并为进一步的工程应用提供参考。

装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的性能分析及比选

为了研究装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,在综述前人研究成果基础上,采用归一化方法比较了五种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的荷载比-位移比曲线、滞回环面积比-位移比曲线,对节点承载力、耗能性能、刚度退化等指标进行分析,探讨了装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,并对节点的施工难易及成本进行对比分析。结果表明:节点构造形式对节点的抗震性能有一定的影响。在小轴压比条件下,加强环式和内隔板式节点抗震性能更好,加强环式节点可通过设置外肋端板提高变形能力;从施工难易程度来看,加强环式和外肋环板式节点难度较其他节点更低;外肋环板式节点的单位极限承载力成本最低。总结的装配式节点形式为相同前提条件下的装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的选择提供了参考,其他条件下的节点性能尚需进一步研究。

含转动摩擦型干式梁-柱节点的新型装配式混凝土框架结构抗震性能研究

该研究提出了一种转动摩擦型干式装配梁-柱节点(rotational friction dissipative joint,RFDJ),具有刚度、屈服弯矩易调控和变形、耗能能力强的特点。为了研究RFDJ对于装配式框架结构抗震性能的影响并验证其可行性,该研究以含RFDJ和灌浆套筒柱脚节点的新型装配式框架结构体系(novel precast concrete frame,NPCF)作为研究对象,基于2个不同楼层数量的传统现浇框架结构(reinforced concrete frame,RCF)分析案例,综合考虑总起滑弯矩比(ρ)和3种起滑弯矩(M_(s))分布模式影响,设计了120个NPCF结构分析案例,开展了多遇和罕遇地震作用下的结构非线性时程分析,结果表明:RFDJ具备用于装配式框架结构的可行性,可实现等同或优于RCF的抗震性能;ρ和M_(s)分布模式是决定NPCF抗震性能的关键设计参数;结构响应随ρ的增加而降低;M_(s)分布模式对结构的地震响应控制机制具有显著影响,均匀累积分布模式可以最小的ρ值实现最好的层间位移角控制效果,且有利于节点深化设计和施工。该研究成果可为含干式梁-柱节点的装配式框架结构的研发和设计方法的研究提供参考。

方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构抗震性能研究

近年来,方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构是在高层建筑中应用较多的一种结构型式.针对汶川地区一个8层方钢管混凝土柱-钢梁组合框架结构,以梁柱线刚度比为计算参数,采用push over分析对该结构地震作用下的性能进行计算分析.研究结果表明,该组合框架结构的梁柱线刚度比不大于0.46时,具有较好的抗震性能,可为其抗震研究提供一些参考数据.

装配式钢-混凝土组合框架结构在学校建筑中的研究与应用

提出一种便于工业化建造的装配式钢-混凝土组合框架结构系统,从结构构件、构造和构成角度,阐述其所采用的预制构件类型、特点及相应节点连接方式。提出一种便于组合结构快速建造的新型梁柱连接节点。该节点采用干式连接,对其组成、构造和理论计算方法进行介绍,通过ABAQUS有限元软件对该节点的受力性能、屈服模式进行数值分析。结果表明,理论计算方法与数值分析结果误差在10%以内,验证节点构造方式和所提理论计算方法的合理性、可行性。总结工程项目应用装配式钢-混凝土组合结构的设计方法及确保工程品质的技术控制要点。

新型预制装配式RCS组合框架节点抗震性能

提出一种新型预制装配式钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架节点,阐述了其构造形式与工作机理.为研究其力学性能,设计并制作了一个该类型的足尺试件,对其施加低周反复荷载,观察加载过程中试件的破坏特性,并分析研究该节点的滞回曲线、骨架曲线及应变变化规律.实验结果表明试件的破坏状态为梁端破坏,符合“强柱弱梁”的抗震设计要求,在整个加载过程中节点域柱间的连接焊缝并未发生屈服,上下预制柱表面的混凝土没有裂缝产生.在实验基础上,采用ABAQUS有限元软件建立试件三维模型,并对其进行了变参数分析.结果表明,节点的承载力及刚度均随着箍板厚度的增加而增大,且相较于改变内隔板的厚度,增加箍板厚度能够更有效提高节点的性能.

装配式钢筋混凝土柱-钢梁混合连接节点抗震性能研究

结合国内某预制装配式公建项目,选取地上1层受力较不利的装配式钢筋混凝土柱-钢梁混合连接节点进行抗震性能分析。结合有限元方法,分别进行节点静力工况分析和拟静力工况分析,从节点应力、应变、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等方面进行全面研究。计算结果表明:装配式钢筋混凝土柱-钢梁混合连接节点在多遇地震下处于弹性受力状态,在罕遇地震状态下具有良好的抗震性能,满足抗震设计要求。

装配式钢-混凝土组合结构抗剪性能试验研究

为研究一种新型的预制混凝土板与型钢组合的装配式钢-混凝土组合结构的抗剪性能,开展了4组12个试件(3个整体式现浇钢-混凝土组合结构试件,9个装配式钢-混凝土组合结构试件)的推出试验,分析了该组合结构的破坏形态、荷载-滑移曲线及极限受剪承载力。结果表明,整体式现浇钢-混凝土组合结构试件的破坏形态为栓钉剪断;而装配式钢-混凝土组合结构试件表现为局部的栓钉剪断和混凝土剪切破坏,装配式现浇钢-混凝土组合结构试件极限滑移较整体式现浇钢-混凝土组合结构试件增加1倍,延性得到明显改善;装配式钢-混凝土组合结构试件极限受剪承载力约为整体式现浇钢-混凝土组合结构试件的80%,并满足规范要求;新旧混凝土结合面进行粗糙处理后,装配式钢-混凝土组合结构试件极限受剪承载力提高5%,抗剪钢筋直径由14mm增加为20mm时,装配式钢-混组合结构试件极限受剪承载力提高10%。

泵站框架混凝土-钢复合柱力学行为研究

为研究泵站框架柱在火灾发生时,高温对柱变形行为的影响,文章通过设置多组对比试验分析了组合柱耐火性能和轴向变形影响因素。结果表明:柱的长细比、骨料类型等因素对组合柱的奈火性能有较大影响。为提高钢-混凝土组合柱的耐火性能,设计时应降低结构柱的长细比,增强骨料强度。研究结果为水利工程设计提供参考。

钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点抗震试验

为了研究一种新型钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点的抗震性能,对不同参数的节点进行低周往复循环加载试验.节点均经历弹性、塑性和极限破坏三个阶段,且为环板与钢梁翼缘的连接处破坏.对比分析表明:节点的轴压比越大,承载力越低;环板越宽,承载力越高;方形环板比圆形环板承载力更高;垫板对节点试件的承载力有提高作用.钢管混凝土柱与型钢梁装配式节点设计合理、传力明确、承载力高、构造简单、施工方便,是一种值得推广的组合装配式节点形式.