装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。

叠加空腹桁架的钢-钢骨混凝土组合转换桁架设计分析与监测

针对某上弦为钢骨构件、腹杆及下弦为型钢的钢-钢骨混凝土组合转换桁架结构,采用PKPM软件对组合转换桁架和其上空腹桁架进行了多个整体模型的弹性对比分析及静力推覆分析。结果表明,施工模拟方式、楼面板刚度模拟方式、混凝土空腹桁架构件徐变、中大震下出铰情况对转换桁架和空腹桁架分担的转换荷载计算值均有较大影响,相关因素应予包络、准确地考虑。对多个子结构组合而成的结构体系,应明晰各子结构在整体中发挥的作用,以及各子结构在相关因素变动情况下的定量变化情况,以保证各子结构性能稳定性和整体结构的安全。工程施工阶段监测表明,叠加空腹桁架的组合转换桁架结构变形及构件应变基本与设计预期相符,转换结构安全合理。

两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件抗侧向冲击性能有限元分析

目的 研究两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件的抗侧向冲击性能,为该类构件的工程应用提供参考。方法 建立并验证侧向冲击荷载作用下两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件有限元模型,分析了典型构件在侧向冲击荷载作用下的全过程、破坏形态、应力发展、相互作用力时程曲线和弯矩时程曲线等动态响应;研究了冲击能量、冲击冲量、钢材强度、GFRP管厚度以及截面含钢率对构件抗冲击性能的影响。结果 随着冲击能量及冲量的增大,冲击持时和构件弯曲变形增大;提高钢材强度、GFRP管厚度可以改善构件的抗冲击性能。结论 GFRP管对混凝土有较好的约束作用,构件在侧向冲击荷载作用下整体发生弯曲破坏,内部钢骨塑性变形发展充分,构件抗侧向冲击性能优越。

含钢率对GFRP管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响

为了研究含钢率对GFRP(glass fiber reinforced polymer)管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响,建立15个组合构件的数值模型,在验证模型正确的基础上,通过分析典型构件的冲击全过程、截面弯矩发展以及破坏时应变分布规律,研究构件在侧向冲击荷载作用下的破坏模式;通过分析构件冲击力时程曲线、侧移时程曲线以及能量变化情况,探究含钢率对不同长细比构件抗冲击性能的影响。结果表明:与未配置钢骨的构件相比,GFRP管-钢骨混凝土构件的抗冲击承载力提高了7%~134%,侧向位移减小了13%~68%。在侧向冲击荷载作用下,构件的破坏模式以弯曲破坏为主,同时伴随着GFRP管和混凝土冲击区域的局部破坏,抗弯刚度是影响构件抗冲击性能的主要因素之一。构件的抗冲击承载力随着含钢率的增高而提高,随着构件长细比的增大而降低。含钢率相差1.5%时,截面惯性矩较大的窄翼缘型钢对构件的抗冲击性能更有利。对于长细比大于20的构件,钢骨耗能是组合构件总能耗的主要组成部分。

内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱的有限元分析

为了进一步的研究内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱轴压力学性能,在试验研究的基础上,使用有限元软件ABAQUS建立相应的模型进行对比分析,研究了钢管屈服强度、钢骨屈服强度和混凝土强度对内置T型钢骨-T形钢管混凝土短柱极限承载力的影响。结果表明:有限元模拟的结果与试验得到的破坏模式基本一致,试件的承载力与钢管纵相应变曲线也相吻合;钢管屈服强度、钢骨屈服强度和混凝土强度的提高对试件极限承载能力均有所提高,钢管屈服强度影响较大。

钢骨混凝土复合受扭柱抗震性能试验研究

为研究含H型钢的钢骨混凝土柱在压弯剪扭复合受力作用下的抗震性能,对7个含H型钢的钢骨混凝土柱和1个钢筋混凝土柱进行拟静力试验,探究了扭弯比、轴压比、配箍率等对试件抗震性能的影响,分析了试件在低周反复加载试验中裂缝产生和发展的规律及破坏特征,讨论了各试件的扭矩-扭率滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化和损伤分析。结果表明:含H型钢的钢骨混凝土柱在复合受力状态下发生受扭破坏,其扭矩-扭率滞回曲线呈捏拢的S形,相较于普通钢筋混凝土试件,其承载能力和抗震性能更优。增大扭弯比、轴压比、配箍率以及采用箍筋焊接并配置栓钉能提高试件承载能力,但提高配箍率和配置栓钉会使试件刚度退化速率加快。

基于ABAQUS的钢骨混凝土方柱复合受扭力学性能研究

钢骨混凝土构件复合受扭性能的研究不可忽视,文章使用数值软件ABAQUS建立了4组14根钢骨混凝土复合受扭柱,分析了钢骨位置、轴压比、混凝土强度、含钢率等参数下的扭矩-扭率曲线、极限扭矩、延性系数等受扭性能指标。模拟发现:构件在各种参数下的扭矩-扭率曲线线形相似,受扭破坏过程基本相同,但受扭性能大不相同;提升混凝土强度对极限扭矩的贡献比轴压比提升更加显著,两者速率大致差3.8倍,而含钢率对极限扭矩的提升有限且有劣化趋势;延性系数与含钢率成线性正相关变化,与轴压比、混凝土强度成二次负相关变化。

钢骨混凝土柱力学性能探究

目前国内关于组成材料刚度对钢骨混凝土柱的承载性能、变形及耗能性能方面的研究相对较少。鉴于此,研究了低周往复荷载条件下钢骨混凝土柱配钢率对其变形、退化性能、延性的影响。结果表明,钢骨混凝土裂缝演变过程为:萌生于钢骨混凝土柱底形成贯通裂缝到开始斜向上发展进而破坏;整体上钢骨混凝土的荷载-位移曲线呈现先快速增加后缓慢增加最后趋于平稳的趋势。随着配钢率的增加,荷载-位移曲线的平稳段逐渐消失;对于所有条件下钢骨混凝土,其退化系数与荷载呈现负相关关系;当配钢率增加时,退化系数增加;钢骨混凝土的能耗系数、屈服荷载、极限荷载及延性系数与配钢率成正相关关系。

某工程大跨度钢骨混凝土屋面板裂缝检测鉴定及原因分析

本文通过对某大跨度钢骨混凝土结构屋面板裂缝检测鉴定为案例,通过调查设计图纸资料、混凝土配合比及试块强度、施工记录、拆模养护、天气状况等情况、根据现场检测鉴定的结果建立有限元模型进行承载力验算及综合分析,最终明确该屋面板出现裂缝的原因,为后续该建筑物屋面板裂缝的加固及修缮提供依据,同时也为类似问题的预防和解决提供参考。

SRC型钢混凝土结构在高层住宅中的应用

钢筋混凝土结构中加入型钢能有效提升构件的强度和延性,高层建筑采用SRC型钢混凝土结构能有效提升结构整体的抗震性能和防灾水平。以上优良特性对受风荷载、地震荷载主控地区的高层住宅结构体系的研究和应用尤为重要,通过合理的结构体系设计和有效的施工措施,可以充分发挥SRC型钢混凝土结构在高层住宅的效用。

大跨度SRC混凝土屋盖结构体系关键技术研究

为深入分析大跨度SRC混凝土屋盖结构体系施工技术与工艺,本文基于型钢混凝土SRC结构特点以及大跨度SRC混凝土屋盖结构体系,以某工程项目大跨度SRC混凝土屋盖结构体系施工技术优化为例,从大跨度SRC混凝土屋盖结构体系施工设计中面临的钢骨梁吊装、混凝土模板支承系统以及节点构造等技术挑战出发,探讨大跨度SRC混凝土屋盖结构体系施工结构优化与质量管控的关键技术,并从钢骨梁的精准定位保证、钢骨梁施工过程的安全监控、SRC梁柱节点施工构造分析与优化、钢骨梁钢筋定位及传力途径优化、钢骨梁与混凝土梁节点优化等方面进行阐述;进而总结了该项目施工分析与优化的创新价值、经济效益和社会效益。

台湾第一部钢骨钢筋混凝土构造(SRC)设计规范之设计理念与重点内容

本文主要阐述台湾第一部钢骨钢筋混凝土构造(SteelReinforcedConcrete,SRC)设计规范之发展过程与重点内容,包括SRC构造之建筑与力学特色、SRC构造之设计理念、SRC构造之强度计算方法、耐震设计与SRC梁柱接头之设计细则等。台湾“SRC构造设计规范”可以适用于由钢梁或包覆型SRC梁、包覆型SRC柱或钢管混凝土柱(CFT)共同组成之SRC建筑构造。过去多年以来,由于台湾的建筑设计规范并未明订SRC构造设计之规定,使得工程师在进行SRC构造设计时缺乏一套依循的标准。所幸在“内政部”建筑研究所推动之下,台湾SRC构造设计规范草案终于在2003年底经过“内政部”建筑技术审议委员会审查通过。“内政部”于2004年1月16日公布修正建筑法规中之“建筑技术规则”,增列“第七章:钢骨钢筋混凝土构造”,由第496条至520条明订SRC构造设计之相关规定。随后并公布“钢骨钢筋混凝土构造设计规范与解说”自2004年7月1日起正式施行。从此以后,台湾从事SRC构造设计之业者与相关审查机构将可以有明确的设计规范可以依循。由于台湾的钢骨构造(S)与钢筋混凝土构造(RC)设计规范主要是参考美国AISC及ACI规范而订定,为了使S、RC及SRC三种构造的设计规范能够具有一贯性,因此台湾“SRC构造设计规范”的研拟过程亦朝着结合AISC与ACI规范的方向进行。为了彰显SRC构造之设计理念,本文提出一个称为“SRC优生学”的新观念,并比喻说:“一个经过适当设计的SRC构造,就像是S构造与RC构造结婚生下来的‘优生宝宝’。”这正是一个成功的SRC构造设计所欲达成的目标。换言之,一个细心设计的SRC构造,不但可以享受到S构造与RC构造的优点,更可以利用这两种构造“互相截长补短”,达到更安全与更经济的双赢目标。

内置T形钢骨-T形钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究钢骨-异形钢管混凝土短柱轴压性能,对9个内置T形钢骨的T形钢管混凝土短柱和3个未配置钢骨的T形钢管混凝土短柱进行了轴压试验研究,考察了试件破坏模式,分析了荷载-钢管应变、荷载-钢骨应变、荷载-平均纵向应变等相关曲线的变化过程,探讨了含钢率、套箍指数和配骨率等参数对试件承载力的影响。结果表明:所有试件在轴心受压下的破坏模式均为局部屈曲破坏;在保持其他因素不变的情况下,随着配骨率由0增加到39.1%、58.6%和69.9%,试件极限承载力分别提高了42.9%、56.5%和67.2%;随着套箍指数的增长率由24.5%增加到62.8%,试件极限承载能力分别提高了5.4%和11.1%,但随着钢骨和钢管厚度的增加,其对试件极限承载能力的增强效果逐渐减弱。基于试验研究和参数分析,提出了内置T形钢骨-T形钢管混凝土短柱极限承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。

焊接栓钉型钢混凝土柱压-扭复合受力滞回性能试验研究

为研究焊接栓钉型钢混凝土(stud steel reinforced concrete, SSRC)柱的抗扭性能,提出了6种栓钉布置形式(翼缘、腹板、对称、交错、单双、X型),通过7根SSRC柱和1根型钢混凝土(steel reinforced concrete, SRC)柱的压扭低周反复试验,研究了SSRC柱在压扭复合受力作用下的受力性能。试验观察了SSRC柱在压扭复合受力状态下的破坏形态,揭示了其受扭破坏机理,对比分析了轴压比和栓钉布置形式对试件扭矩-扭转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、扭转耗能及延性性能的影响规律。结果表明:在压扭复合受力状态下,SSRC柱的扭矩-扭转角滞回曲线呈“S”形,扭转裂缝倾角介于45°~60°之间且随轴压比增大而增大;6种栓钉布置形式均可有效延缓SSRC柱的受扭开裂,腹板焊接栓钉后试件的抗扭承载力提高11.9%;增大轴压比可有效提高SSRC柱的初始抗扭刚度和耗能能力,但会降低其扭转变形能力;栓钉“对称”、“腹板”、“X型”布置时SSRC柱的扭转累积耗能分别提高约16.4%、11.8%、10.2%;综合对比各项指标发现,栓钉“对称”布置对型钢混凝土结构压扭性能的改性效果最佳。

基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估研究

针对位移抗震性能设计的不足,现行规范采用构件损伤程度补充评估结构的抗震性能,但对于型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)框架结构,其在各性能水平下的损伤构件比例未有明确规定。在此背景下,提出了SRC框架的构件性能状态与结构性能水准的对应关系,建立了基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估方法。对不同高度和抗震设防烈度的SRC框架结构模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),明确了结构的层间位移角和构件损伤分布,通过统计多条地震波下结构不同极限状态的构件破坏比例,建立用于体型规则SRC框架结构抗震评估的构件性能指标,并进一步采用地震易损性分析对结构抗震性能进行了评估。

钢管-钢骨混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同截面形式钢管-钢骨混凝土短柱轴压力学性能,以钢骨含钢率和钢管壁厚为基本参数,设计并完成9个方形截面和9个圆形截面钢管-钢骨混凝土短柱的轴压试验。对比分析2种试件的破坏模式、荷载-位移曲线、混凝土强度提高系数、残余承载力、延性等指标,探究配骨指标、套箍系数和内外含钢率比等参数对2类试件轴压力学性能的影响规律。研究结果表明:2类试件发生轴压破坏后,方形试件表现为钢管局部鼓曲破坏,圆形试件随着径厚比的增大,破坏模式由钢管鼓曲破坏转变为钢管剪切破坏;配骨指标对试件延性和残余承载力起改善作用;在本试验设计范围内,圆形截面试件在混凝土强度提高系数、延性作用等方面均优于方形截面试件;合理设计试件的内外含钢率比有利于提升试件承载力,对于圆形截面试件,宜增加钢管含钢率;对于方形试件,当试件总含钢率较小时(<14.50%),内外含钢率比应取较大值,试件总含钢率较大时(>17.38%),内外含钢率比宜取小值,总含钢率适中时(14.50%~17.38%),建议取0.68。考虑型钢与钢管对核心混凝土的双重约束作用,分别提出了方、圆钢管-钢骨混凝土短柱轴心受压承载力计算公式,经过对比计算结果与试验结果吻合良好。研究结果可为钢管-钢骨混凝土柱截面选型及其该类试件的承载力计算提供科学依据。

桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能试验研究

为研究轴压比以及配钢率对桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能的影响,制作了5个核心区剪切破坏的桁架式钢骨混凝土框架中节点,研究不同轴压比和用钢量对节点极限承载力、抗震性能及破坏形态的影响。基于有限元软件ABAQUS,对5个桁架式钢骨混凝土框架节点模型开展了力学性能分析。结果表明:所有构件的破坏形态全部为核心区剪切破坏;提高轴压比对于构件的极限承载力有积极作用,但会使其耗能能力和延性降低;节点核心区配置交叉斜腹杆角钢可提高构件的极限承载能力以及抗震性能;通过分析参数可得,提高轴压比以及混凝土抗压强度、增加核心区交叉斜腹杆的尺寸并且提高其屈服强度都会提高节点的极限承载力;推导了桁架式钢骨混凝土框架节点的抗剪承载力计算公式,经验证计算值与实测值和模拟值相近,可为工程设计提供理论参考。

大重量钢骨混凝土梁施工主要技术及监理控制要点

对大重量钢骨混凝土梁在受限环境下施工主要技术及监理控制经验展开阐述,涉及H型钢骨架吊装、高支模安装、大体积混凝土施工等主要工艺,优化了房建工程在狭窄环境下和高空中施工大型梁体的措施,提高施工安全系数,同时降低对场地的依赖程度,给建设单位带来十分明显的社会效益。

钢骨-钢管混凝土压弯构件受力性能分析

【目的】为了研究内置钢骨对钢管混凝土(CFST)压弯构件受力性能的影响。【方法】采用ABAQUS有限元软件建立了内置不同截面钢骨的CFST压弯构件有限元模型,通过已有试验对模型的合理性进行了验证。在此基础上分析了3种不同截面压弯构件的工作机理,包括构件的侧向承载力、轴力和弯矩分布发展,以及应力和破坏形态。【结果】结果表明:在CFST中配置钢骨可以显著提高压弯构件的侧向承载力,圆钢管对承载力的提高作用较十字形钢骨更显著。【结论】内置钢骨对组合构件各部件的轴力和弯矩的发展和分布影响显著。侧向加载过程中钢管和钢骨卸载的轴力被混凝土承担,钢管的轴力卸载程度较钢骨更严重。

十字型钢钢骨混凝土复合柱的抗震性能研究

为研究配箍率、箍筋连接方式、有无栓钉对十字型钢混凝土复合柱抗震性能的影响,对5根十字型钢钢骨混凝土复合柱(SSRCZ)和1根钢筋混凝土柱(RCZ)进行了拟静力试验,分析了压弯剪扭作用下试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、特征点参数及受扭等效黏滞阻尼系数,并推导了受扭承载力计算公式。结果表明:6个试件均发生了受扭破坏,SSRCZ试件的抗震性能优于RCZ试件,试件的扭矩-扭率曲线均呈捏拢“S”形;增大配箍率对SSRCZ试件抗震性能的影响并不明显;采用焊接箍筋能有效提升试件的延性和耗能能力;配置栓钉对SSRCZ试件受扭承载力和受扭耗能能力有一定程度提升,但其延性有一定程度降低。