超高层建筑巨型钢管混凝土柱性能研究

随着我国超高层建筑的迅速发展,巨型钢管混凝土柱逐渐得到应用。对于巨型方钢管混凝土柱,钢板的宽厚比是主要控制因素,可以采用多腔型或加劲肋方式形成组合截面减小对板厚的需求。介绍了巨型方钢管混凝土柱正截面与斜截面承载力的计算方法以及巨型方钢管混凝土柱试验研究情况,给出了施工阶段验算的实例。对不同技术规程中圆钢管混凝土柱承载力算法进行了比较,其计算结果存在较大差异。对巨型圆钢管混凝土柱轴向受压承载力与径厚比、混凝土强度等级的关系进行了深入研究,详细分析了轴压比对构件延性的影响。对钢管柱内大体积混凝土收缩徐变的影响因素进行分析,提出了减小收缩徐变的措施。

薄壁方钢管新型梁柱节点抗震性能试验研究

为减少薄壁方钢管梁柱连接施焊次数,避免焊接区域脆性恶化,满足"强柱弱梁"的抗震设计要求,提出了一种分散焊接的新型节点。利用往复加载试验对不同轴压比下两类节点的8个足尺试件进行研究。通过对比分析得到新型节点试件的破坏模式、滞回曲线及评价节点抗震性能的主要参数(承载力、延性、刚度退化和能量耗散系数等)。同时,利用非线性有限元模型对两类节点进行了模拟计算,并将计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明:试验与有限元计算结果吻合良好;新型节点延性好,屈服平台长,弹塑性得到充分发挥,累计耗能能力强,能较好地吸收和耗散能量;轴压比对耗能能力及位移发展影响小;新型节点采用分散焊接的方式,提高了节点变形能力,降低了节点板件的脆性,破坏时以C钢腹板屈曲作为破坏准则,节点发生延性破坏,适合在高烈度抗震设防区使用。

双层钢板混凝土组合剪力墙有限元分析及设计方法研究

以双层钢板混凝土组合剪力墙的试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立双层钢板混凝土组合剪力墙的非线性有限元模型。通过考虑材料非线性和模拟加载全过程对钢板屈曲等受力性能进行分析。有限元分析结果与试验结果吻合较好。在此基础上,分析了影响双层钢板混凝土组合剪力墙承载力和变形能力的主要因素,包括轴压比、高宽比、混凝土强度、钢材强度和钢板厚度。结果表明:随着轴压比的增大,双层钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力有所提高,但变形能力下降,随着高宽比的增大,双层钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力降低,变形能力增加;随着混凝土强度的增加,双层钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力提高,变形能力减小;随着钢材强度和钢板厚度的增加,双层刚板混凝土组合剪力墙承载能力和变形能力都明显增加。提出计算该类组合剪力墙压弯承载力简化计算公式,将该简化公式计算结果与试验结果进行对比验证,结果表明,该公式的计算精度较高,可用于双层钢板混凝土组合剪力墙压弯承载力计算。

箱板式钢结构模块单元的抗震性能模拟和抗侧力计算模型研究

为深入研究箱板式钢结构模块单元的抗震性能，基于前期试验研究结果，分别对设置和不设置角部加强构造肋的三层单开间箱板式钢结构模块单元进行了有限元建模。对比分析了模块单元的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和承载力等，验证了有限元分析的有效性。以模块单元的轴压比为主要研究参数，设计了4组64个有限元模型试件，探讨了轴压比对模块单元抗震性能的影响规律。结果表明：在墙板高厚比、角部加强构造肋的柔度系数一定的前提下，轴压比对模型的承载力影响较小。基于分析结果，提出了有无角部加强构造肋模块单元的抗侧力计算模型，为其抗侧力计算式的建立提供基础数据。