高强型钢混凝土柱抗震性能影响因素研究

通过对已完成试验的7根型钢混凝土柱在低周反复荷载下的受力性能模拟分析,验证OpenSees非线性有限元软件能够对高强钢混凝土柱截面的抗震性能进行分析。采用OpenSees软件建立了考虑型钢和箍筋对混凝土约束作用的有限元分析模型,以剪跨比、轴压比、配箍率和含钢率为参数,对21个高强型钢混凝土压弯滞回试件进行抗震性能影响因素参数分析。结果表明,大剪跨比、低轴压比、高配箍率及高含钢率的高强钢SRC柱试件滞回环更趋于较为饱满的梭形,试件极限变形能力更强:随着剪跨比的提高,试件极限承载力显著下降,延性性能先大幅提高再逐渐降低;随着轴压比的增大,试件极限承载力小幅下降,而延性性能下降显著;随着配箍率和含钢率的提高,试件的极限承载力和延性性能均有所提高,且变化幅度均较小。

型钢高强混凝土柱破坏模式与变形特征研究

开展了4根不同轴压比和箍筋间距的型钢高强混凝土(SRHC)柱的拟静力试验,分析了不同设计参数时SRHC柱的破坏模式的差异。采用有限元软件建立了SRHC柱的有限元模型,在此基础上分析了不同破坏模式时SRHC柱的变形特征以及各设计参数的影响。研究结果表明:剪跨比为3.0的SRHC柱在往复加载初期均表现为以弯曲破坏为主,但轴压比较大或箍筋间距较大的SRHC柱最终发生弯剪破坏。发生弯曲破坏的SRHC柱的滞回曲线更加饱满,骨架曲线下降段更平缓,位移延性系数和极限弹塑性位移角更大,变形能力更强。对于发生弯剪破坏的SRHC柱,轴力更大或箍筋间距更大时,滞回曲线的耗能面积更小,强度和刚度退化更明显,骨架曲线下降段更陡峭,位移延性系数和极限弹塑性位移角更小,变形能力更差。当破坏模式不同时,弯曲变形和剪切变形占总变形的比例也有所不同,发生弯剪破坏的SRHC柱的剪切变形占比较发生弯曲破坏时更大。

五边形截面型钢混凝土巨型柱轴压性能研究

超高层建筑巨型柱框架结构体系是一种高性能的抗震结构体系。以某超高层型钢混凝土巨型柱结构为工程依托,进行了2个五边形截面型钢高强混凝土巨型柱模型试件重复加载下轴压受力性能试验,2个试件差异为混凝土强度。试验表明:不同强度混凝土试件损伤发展过程相似,斜边和最短边损伤更早且相对严重;试件均表现出稳定的加载、卸载、再加载刚度,承载能力具有相对稳定的退化过程;较高混凝土强度试件承载力和耗能能力较大,但延性有所降低。分析了箍筋以及型钢对混凝土的约束机制,建立了考虑不同区域约束效应差异以及箍筋和型钢约束效应相互耦合的分区域约束混凝土抗压强度计算方法,提出了承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。用ABAQUS软件建立了有限元数值计算模型,对混凝土强度、型钢强度、纵筋配筋率以及配箍率进行了参数分析。计算表明:提高混凝土强度能够有效提高试件的承载力,但峰值后变形能力有所下降;提高型钢强度能够有效提高试件承载力;增大纵筋配筋率能够提高试件的承载力和刚度;提高体积配箍率可以有效提高试件的承载力和延性。

型钢高强混凝土柱抗剪承载力RBF神经网络预测方法及参数分析

在已有文献有关试验的基础上,引入径向基(RBF)网络理论,提出了型钢高强混凝土柱抗剪承载力RBF神经网络预测方法。以混凝土强度等级、剪跨比、轴压比和配箍率为输入参数,混凝土柱的抗剪承载力为输出参数,建立精确RBF神经网络模型,以多组不同试验数据分别作为训练样本和检验样本,对网络进行训练和检验,并把仿真结果与采用非线性最小二乘法拟合公式的计算结果进行了比较。在文中所提方法的基础上,对型钢高强混凝土的抗剪承载力进行的参数分析结果表明,用训练成熟的RBF网络进行仿真,避免了诸多人为因素的影响,大大提高了结果的精度,使计算更加准确、高效。参数分析还表明,型钢高强混凝土柱的抗剪承载力随着混凝土强度、轴压比和配箍率的增大而增大,但随着剪跨比的增大而减小,并且剪跨比对柱的抗剪能力的影响最大,轴压比、混凝土的强度和配箍率则趋于同等重要影响程度。

型钢高强混凝土柱抗震性能的非线性有限元分析

采用ANSYS软件进行了数值模拟,分别对比了三种型钢截面形式和三种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出,轴压比越小,延性系数越大,抗震性能越好;带翼缘十字形型钢柱的延性比不带翼缘十字形型钢柱的延性好。

型钢截面形式对型钢高强混凝土柱抗震性能的影响

本文采用 ANSYS 软件进行了数值模拟，分别对比了三种型钢截面形式和三种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出，轴压比越小，延性系数越大，抗震性能越好。

型钢高强混凝土柱抗震性能研究

采用ANSYS软件进行了数值模拟,分别对比了三种型钢截面形式和三种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出,轴压比越小,延性系数越大,抗震性能越好。

适用于型钢高强高性能混凝土柱的地震损伤模型

为了较好地分析型钢高强高性能混凝土柱在地震荷载作用下的损伤破坏机理,通过对现有几种地震损伤模型的分析比较,并结合低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土柱的滞回特性,建立以最大变形处卸载刚度的退化和累积的残余塑性变形为破坏参数的地震损伤模型,并结合已有的试验结果对损伤模型进行了非线性回归分析,确定模型中相关参数。同时分析剪跨比、混凝土强度、轴压比对型钢高强高性能混凝土柱损伤累积和发展的影响,结果表明,在加载后期,随着混凝土强度和轴压比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的损伤发展加快;而随着剪跨比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的延性提高,损伤进程相对平缓。

型钢高强混凝土框架柱的多目标优化设计研究

将正截面承载力、位移延性系数、轴压比及构造要求作为约束条件,采用粒子群算法、内点罚函数法和目标规划法,基于MATLAB软件编写被优化参数模型的求解程序,对型钢高强混凝土框架柱进行工程造价最小化和斜截面受剪承载力最大化多目标优化。通过对某实例的优化,并将优化结果与原方案的受剪承载力及经济效益进行对比,结果表明,该被优化数学模型满足工程应用的精度。

循环荷载作用下型钢高强高性能混凝土短柱抗剪承载力研究

基于循环荷载作用下的型钢高强高性能混凝土短柱的试验结果,对影响型钢高强高性能混凝土柱剪切破坏的剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率以及配箍率等主要因素进行分析。通过单独考虑钢筋混凝土部分、型钢部分、轴压力部分对柱抗剪承载力的贡献,根据叠加原理,并考虑位移延性需求的影响,分别给出型钢高强高性能混凝土短柱剪切黏结破坏以及剪切斜压破坏两种情况下的抗剪承载力计算公式。通过与试验结果的对比发现,所建立的公式能较好地反映型钢高强高性能混凝土短柱的抗剪承载力,研究结果可为型钢组合结构规范的修订以及工程设计提供理论依据和参考。