SRC柱-钢梁混合框架直接基于位移的抗震设计方法研究

型钢混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架结构具有较好的抗震性能,在大跨度结构及高层建筑中得以广泛应用,然而对于SRC柱-钢梁混合框架结构的抗震设计方法研究较少。根据SRC柱-钢梁混合框架结构的特点,将其性能划分为使用良好、暂时使用、修复后使用、接近倒塌四个水平,采用层间位移角限值予以量化,并在此基础上提出SRC柱-钢梁混合框架直接基于位移的抗震设计方法。利用通用有限元软件ABAQUS中的PQ-FIBER模型对SRC柱-钢梁混合框架进行静力弹塑性分析,并采用已有的试验研究成果对PQ-FIBER模型的适用性进行了验证。采用此方法对某8层SRC柱-钢梁混合框架结构进行了设计,然后采用静力弹塑性分析法验证该方法的可行性,为SRC柱-钢梁混合框架结构直接基于位移的抗震设计方法提供一定依据。

SRC柱-钢梁混合框架抗震性能研究

对一榀SRC框架进行静力非线性分析,分析结果与试验吻合较好;在此背景下,通过对两跨三层的SRC柱-钢梁混合框架进行静力非线性分析,研究了SRC柱含钢率和梁柱线刚度比对混合框架抗震性能的影响.结果表明,SRC柱-钢梁底层框架实现了＂强柱弱梁＂破坏模式,混合框架荷载-位移曲线经历了较长的塑性变形阶段,结构表现出良好的整体延性.随着梁柱线刚度比增加,框架破坏模式逐渐从整体＂强柱弱梁＂过渡为＂强梁弱柱＂破坏模式,结构延性下降明显,设计时可取0.3-0.4作为参考的界限梁柱线刚度比.

考虑楼板作用的SRC柱-钢梁混合框架动力时程分析

为了解楼板空间作用对型钢混凝土(SRC)柱-钢梁混合框架抗震性能的影响,利用有限元软件ABAQUS分别建立带有楼板和不带楼板的两跨三层SRC柱-钢梁框架,选取2组天然波和1组人工波对其进行弹塑性分析,对比2种框架结构的型钢应力分布、混凝土板损伤、层间相对位移角以及框架基底剪力,分析楼板在结构抗震中的影响规律。结果表明:增加楼板可以有效增加框架抗侧刚度,最大可使层间位移角降低38.7%;同时可以减小核心区梁端塑性区域的面积,减缓型钢上翼缘应力发展速度;而且楼板的存在可使最大基底剪力提升60.7%,有利于减小结构损伤和提高抗震性能。

SRC柱-钢梁混合框架边节点受力性能有限元分析

本文采用ABAQUS有限元软件,考虑节点位置的影响,建立边节点有限元模型,分析钢梁和组合梁边节点型钢应力分布、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化等。分析结果表明:组合梁边节点钢梁下翼缘应力大于节点其他部位,在实际工程中是最容易发生破坏的地方。楼板的组合效应减轻了钢梁上翼缘和核心区的负载,并且提高了边节点的承载力和刚度。对组合梁边节点进行参数分析,探讨型钢强度、混凝土强度、钢梁高度等参数对节点循环荷载作用下的承载力和刚度的影响。

自复位钢筋混凝土柱-钢梁混合节点抗震性能有限元分析

文章运用ABAQUS有限元分析软件构建相应的模型,旨在深入探讨自复位钢筋混凝土柱-钢梁混合节点的抗震性能。研究主要关注柱的混凝土强度等级对节点性能的影响,特别是对滞回曲线和骨架曲线的影响。研究结果表明,混凝土强度等级在一定程度上影响了节点的耗能和延性,提高混凝土柱的强度等级有助于增强节点的耗能和延性,但对节点的极限承载力影响较为有限。总体而言,在实际工程应用中,通过调整混凝土柱的强度等级,可实现更为卓越的抗震性能。

长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。

PEC柱-钢梁摩擦耗能部分自复位组合框架抗震试验研究

为系统研究梁柱采用自复位连接组合框架的抗震机理,选取预拉杆长度设置、PEC柱截面强弱轴布置和柱脚连接方式3个设计参数,设计制作了4榀PEC柱-钢梁梁柱摩擦耗能部分自复位连接组合框架1∶2缩尺试件并进行拟静力抗震试验。通过试验现象观察和数据分析,对试件的滞回特性、抗侧刚度退化、复位能力、滞回耗能等抗震性能进行研究。结果表明:摩擦耗能部分自复位连接通过T形件长圆孔合理设置实现了“设计地震水平阶段实现复位,大震设计水平阶段自复位连接连接转化为伴随出现螺栓承压型受力实现部分自复位”的性能化设计目标;设计地震阶段,试件主要通过辅助摩擦耗能件耗能,且卸载残余侧移小于自复位结构侧移限值(0.3%),在大震作用阶段,试件通过辅助摩擦耗能件与结构构件损伤联合耗能,承载能力仍继续增大,且仍具有部分自复位能力;预拉杆设置有限长度可显著增强结构整体性,PEC柱弱轴布置一定程度上降低了结构整体性,而PEC柱脚采用铰接可显著削弱结构整体性。

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。

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。

大型火力发电厂SRC框架柱-RC分散剪力墙主厂房混合结构体系抗震性能试验研究

针对我国高烈度区大容量机组火力发电厂钢筋混凝土框排架主厂房"先天不足"以及钢结构主厂房造价高的现状,现提出采用型钢混凝土(SRC)框架柱—钢筋混凝土(RC)分散剪力墙混合结构体系作为主厂房框排架新型结构体系。根据该结构体系特点,选取三榀三跨结构进行1∶7比例空间模型抗震性能拟动力和拟静力试验,研究该新型结构体系在水平地震作用下的受力特点,刚度退化规律、结构滞回性能、变形性能和薄弱部位等。研究结果表明,该新型框排架结构体系能够满足"小震不坏、大震不倒"的设防要求,结构的位移-荷载滞回曲线较饱满,结构的耗能能力和变形性能较强,薄弱部位发生在汽轮发电机运转平台层处,实际设计中应加强注意。该混合结构体系能够满足8度地区大容量机组主厂房结构的抗震要求,是一种值得大力推广应用的新型结构体系。

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。

SRC柱-钢梁组合框架“强柱弱梁”破坏机制研究

结合SRC框架振动台试验和Pushover分析结果,针对实际SRC柱-钢梁组合框架不易出现"强柱弱梁"破坏机制的问题进行了研究.从抗震规范对于钢筋混凝土框架和钢框架"强柱弱梁"机制控制的不协调和钢梁与SRC柱在抗震特性本身的差异两方面,论证了组合框架"强柱弱梁"破坏机制的实现在规范方面存在基础上的缺陷以及内力调整方面存在的不足,提出了钢梁-SRC柱组合框架"强柱弱梁"的实现宜按照极限承载力进行调整并以钢筋混凝土一级框架相应的内力调整系数进行设计的建议,指出了对SRC构件进行有限元模拟时需注意的问题.

SRC柱—钢梁混合节点受力性能参数分析

作为一种新型建筑结构体系,型钢混凝土结构在强度、承载力等方面明显优于普通RC结构,具有良好的受力性能。在地震当中,很多建筑物的倒塌是由于节点连接处破坏严重,说明节点正常工作是保证整个结构安全的重要前提。影响节点受力性能的因素有很多,在实验室条件下完成多种参数的影响分析费时费力。文章通过对比试验数据和有限元软件模拟结果可知,二者吻合良好,在此技术上进行节点参数分析,综合考虑了型钢强度、混凝土强度和楼板宽度等4组参数对于节点受力性能的影响。结果表明,混凝土板厚度和型钢强度对于节点受力性能影响较大。

功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

圆钢管混凝土柱-钢梁混合框架抗震性能影响因素分析

随着经济和建筑科学技术的发展,钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构在工程中得到大量应用。但国内还未对楼板空间作用对钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构的具体影响进行相关深入的研究,整个钢-混凝土组合结构的抗震性能体系尚不完善。以圆钢管混凝土柱-钢梁混合框架为例,利用SAP2000有限元分析软件建立考虑楼板空间作用的结构三维模型,对结构模型进行Pushover分析,探讨混凝土强度等级、梁柱线刚度比、楼板厚度等因素对圆钢管混凝土柱-钢梁混合框架结构抗震性能的影响。

钢筋混凝土柱-钢梁混合框架结构体系研究、实践与展望

钢筋混凝土柱-钢梁混合框架结构体系能够最大程度地发挥钢筋混凝土和钢材二者各自的材料性能,是一种经济高效的结构体系。首先全面回溯了这种结构在国内外的研究之路,其次介绍了其在世界范围的建筑工程应用,然后在系统梳理研究历程与工程实践的基础上,指出了钢筋混凝土柱-钢梁混合框架结构体系当前研究中存在的不足并对此进行了探讨,最后结合我国建筑行业的发展趋势对其应用前景提出了展望,以供相关研究与设计人员了解与讨论。

BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点抗震机理试验

为了研究BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,对考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力的3个缩尺试件进行水平低周往复荷载下的抗震性能试验研究。基于试验结果,从试件的承载力、刚度衰减规律、自复位功效、耗能能力和节点传力机理等方面分析试件的抗震机理。研究结果显示:(a)BRS板部分自复位连接可通过BRS板屈服耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主要构件处在弹性状态。(b)PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,且其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,而PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小。(c)试件SYJ1加载至中震层间侧移限值1/50时其残余相对侧移角小于0.005 rad,而加载至大震层间侧移限值1/30时其残余相对侧移角仍小于0.01 rad,表明该试件具有极佳的自复位功效;试件SYJ3的自复位功效稍劣于试件SYJ1,前者在加载至中震层间侧移限值1/50之前时自复位功效尚好,但加载后期其自复位功效退化明显。

钢筋混凝土柱-钢梁组合框架节点研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架是一种新型组合结构体系,它充分地利用和发挥了钢和钢筋混凝土构件各自的优点,是一种低成本、高效率的结构形式。系统地介绍了RCS组合节点和组合框架的研究和应用背景,阐述了RCS组合节点和组合框架的国内外研究现状,重点评述了RCS组合节点的试验研究和数值模拟研究两个方面的进展情况,介绍了RCS组合节点的抗震性能。最后,指出了RCS组合框架结构研究存在的问题和今后的发展趋势。

钢梁-角钢混凝土柱组合框架地震反应分析

基于 S-SC组合框架的试验研究建立了结构模型和恢复力模型 ,采用分段变刚度单元模型编制弹塑性动力分析程序 ,进行该类组合框架的整体地震反应分析 ,研究了不同地震波的加速度及频谱特征对结构反应的影响 .

卷边钢板组合截面PEC柱(柱强轴)-钢梁狗骨式框架结构抗震分析

为系统研究卷边钢板PEC柱(柱强轴)-钢梁狗骨式连接组合框架结构的抗震性能,以代表多层框架底部两层的一榀两层单跨1:2缩尺试验试件为基本研究对象,采用ABAQUS对其抗震性能进行数值模拟。基于模拟数据整理分析试件滞回性能、刚度退化、抗震延性与耗能、结构变形类型与破坏模态等。研究结果表明:采取狗骨式连接方式可将梁端塑性铰形成位置转移到削弱截面处,降低了节点处连接焊缝的抗震要求,使得节点具有良好的转动能力和抗震耗能性能;试件一层层间初始抗侧刚度明显大于二层,但随着加载的进行,梁端削弱截面与PEC柱脚相继形成塑性铰,一层与二层层间抗侧刚度差异不断减小;在水平力产生的倾覆弯矩作用下试件整体和一层的受压侧PEC柱承担剪力大于受拉侧PEC柱,试件二层水平总剪力基本由两PEC柱平均承担,且试件层间为剪切型变形模式;水平循环荷载下试件最终破坏模式为:梁端狗骨式截面处充分屈服和PEC柱脚钢骨架截面屈服与混凝土压溃均形成塑性铰的延性破坏模式。模拟终止对应试件整体、一二层间峰值侧移角和上柱左节点连接转角分别为0.047rad、0.042rad、0.051rad和0.038rad,均超过罕遇地震水平下框架结构层间侧移限值1/30,试件抗倒塌能力良好。