Seismic Behavior of Diaphragm-Through Connections of Concrete-Filled Square Steel Tubular Columns and H-Shaped Steel Beams

Based on the introductions of a type of diaphragm-through connection between concrete-filled square steel tubular columns (CFSSTCs) and H-shaped steel beams,a finite element model of the connection is developed and used to investigate the seismic behavior of the connection.The results of the finite element model are validated by a set of cyclic loading tests.The cyclic loading tests and the finite element analyses indicate that the failure mode of the suggested connections is plastic hinge at the beam with inelastic rotation angle exceeding 0.04 rad.The suggested connections have sufficient strength,plastic deformation and energy dissipation capacity to be used in composite moment frames as beam-to-column rigid connections.

Influence of Axial Load Ratio on Shear Behavior of Through-Diaphragm Connections of Concrete-Filled Square Steel Tubular Columns

Nonlinear finite element analysis and parametric studies were carried out to study the influence of axial load ratio on the shear behavior of the through-diaphragm connections of concrete-filled square steel tubular columns. The analysis reveals that smaller axial load ratio can improve the shear bearing capacity and ductility while larger axial load ratio will decrease the shear behavior of the through-diaphragm connections. The parametric studies indicate that the axial load ratio should be limited to less than 0.4 and its influence should be considered in the analysis and design of such connections.

GFRP管-石粉地聚物混凝土-钢管组合短柱轴压性能研究

玻璃钢纤维增强复合材料管-石粉地聚物混凝土-钢管组合柱(DSTC-GC)是一种将废弃大理石粉地聚物混凝土代替普通混凝土而得到的一种新型组合柱。以玻璃钢纤维增强复合材料(GFRP)及钢管的外直径与管厚、混凝土类型、截面空心率等为参数共设计制作了11根试件并开展了轴压性能研究。结果表明:DSTC-GC试件出现三种典型破坏形态,试件曲线呈典型的双线性强化,较普通混凝土DSTC试件发现荷载-钢管应变曲线出现平缓屈服台阶。GFRP及钢管对试件力学性能及变形影响显著,合理的空心率有利于提高DSTC-GC试件材料的使用效率及延性。废弃石粉在DSTC-GC试件中的掺量为50%(质量分数)时试件的轴压性能较好,而普通混凝土DSTC试件轴压性能优于DSTC-GC。基于试验结果,建立了f_(cc)/f_(c0)、ε_(cc)/ε_(c0)及λ_(t)之间的函数关系,对比发现Gao等模型更适用DSTC-GC试件承载力计算。

钢管地聚物混凝土柱轴向重复受压性能试验研究

为探究钢管地聚物混凝土柱轴向重复受压性能,制作了4根钢管地聚物混凝土中长柱和8根钢管地聚物混凝土短柱,对其进行了轴向重复受压试验,观察结构的行为表现及破坏模式,分析其荷载-位移曲线、骨架曲线、特征荷载与位移、延性、刚度退化曲线、荷载-残余位移曲线、耗能等内容。结果表明:钢管地聚物混凝土中长柱破坏模式为典型的弹塑性破坏,而短柱则为材料破坏;长径比不同,试件的荷载-位移曲线变化趋势略有不同,但其刚度退化曲线变化规律类似;地聚物混凝土强度、外套钢管壁厚、长径比,对试件的承载能力、平均压缩力和耗能能力影响显著。研究结果表明钢管地聚物混凝土承载能力良好,为其试验研究和工程应用提供了参考。

圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱滞回性能试验研究

为探究废弃黏土砖再利用的可行性,对6根圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱的滞回性能进行了系列试验研究。以不同钢管厚度(4、6 mm)、砖骨料取代率(0%、50%、100%)、轴压比(0.05、0.25、0.50)为参数,得到了试件在往复荷载作下的失效模态、骨架曲线和滞回曲线,并对构件的刚度退化、滞回性能、峰值承载力、延性、承载力退化和耗能能力等抗震性能指标的变化规律分析。结果表明:试件的失效模式表现为底部发生鼓曲、开裂,出现塑性铰的区域核心混凝土破碎,与普通钢管混凝土相似;砖骨料取代率和轴压比的增加会降低试件的承载力,钢管厚度的增加会提高试件的承载力。试件的滞回曲线饱满,表现出不明显的捏缩,表明耗能能力较好;轴压比的增加导致试件的变形能力降低,加快了刚度和承载力的退化速度,增长钢管厚度可以提高试件的变形能力;砖骨料取代率对试件刚度退化、延性、承载能力和耗能能力的影响有限。

钢管地聚物混凝土柱轴压性能试验研究

为研究钢管地聚物混凝土柱轴心受压性能,分别以钢管壁厚、地聚物混凝土强度、长径比作为参数设计了4根中长柱和4根短柱,并对其进行了单向重复受压试验。根据试验数据和破坏形态,对其特征荷载、特征位移、刚度退化过程、残余变形、延性、耗能和破坏机理进行了分析,对轴压承载力计算公式进行了推导和对比分析。结果表明,钢管地聚物混凝土柱在轴压重复荷载作用下具有良好的承载性能,长径比相对较小的试件承载性能更为优良,结构安全性更好;提高地聚物混凝土强度、增大钢管壁厚可增大各试件的承载力,其平均压缩力和耗能能力随之增大。本文研究成果验证了钢管地聚物混凝土柱替代传统钢管硅酸盐混凝土柱的可行性,为地聚物混凝土的工程应用提供了理论依据和技术支撑。