新型体外预应力加固混凝土框架柱抗震性能研究

研究新型体外预应力加固约束下混凝土框架柱的各项抗震性能。在ABAQUS有限元软件分析平台上,以轴压比、竖向预应力、钢带预应力3个参数为变量设计10个试件,开展框架柱在水平低周反复荷载下的抗震性数值模拟。与未加固前相比,加固后钢筋混凝土框架柱滞回曲线更加饱满,其中试件混凝土最大应力普遍上升,最高值是加固前的2.0倍;屈服荷载、极限荷载和最大荷载提升显著,提升幅度均大于60%;最大耗能指标增加了1.5倍,延性指标最高提升60%,刚度退化指标平均提高了60%。研究结果充分证明,新型体外预应力加固方法可以有效增强框架柱承载力和抗震性能。

金华市体育中心“一场两馆”结构设计

金华市体育中心包括体育场、体育馆和游泳馆,设计以兼做建筑外立面造型的V形混凝土柱为主要竖向承重构件,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育馆和游泳馆大跨屋盖采用双曲面双层钢网壳,体育场月牙形罩棚采用双层钢网壳+封边管桁架拱的形式。分别对体育馆环形超长混凝土结构和体育场扇形超长混凝土结构进行温度应力分析,根据应力分布规律和大小,对体育馆采用外廊设缝,对体育场看台采用径向设置诱导槽+环向框架梁设置无粘结预应力钢筋等综合措施,以有效降低混凝土收缩应力的不利影响。对大跨钢屋盖结构进行了承载力、变形、稳定性分析和管桁架节点有限元分析,采用主管局部加套管的方法改善相贯节点处的受力性能,实现了经济合理的设计目标。

杭州西站桥建合一承轨层复杂关键节点抗震性能试验研究

针对承轨层复杂关键节点,设计1/8缩尺试件,并进行低周往复试验和数值分析,以研究其抗震性能。所选节点为左右等高、等跨和左右不等高、不等跨的预应力箱梁-钢管混凝土柱节点JD-1和JD-2。由于箱梁宽度大于柱宽,故节点区增设柱帽,梁腹板内纵筋及预应力筋从节点两侧柱帽穿过。对节点的承载力、刚度、延性、耗能能力及钢筋和预应力筋应力、应变进行分析。研究结果表明:节点JD-1和JD-2分别主要表现为梁端弯曲破坏和上柱端部压弯破坏,均达到了强节点弱构件的设计目的;从节点的滞回性能、承载力退化规律、延性及耗能能力等可以看出其具有良好的抗震性能。

北京地区无柱大跨岛式车站结构体系研究

本文在案例调研的基础上,筛选出可用于北京地区无柱车站的变截面板、井字梁、混凝土刚接桁架、预应力、劲性混凝土、拱形板等6种体系。针对6种体系无柱车站进行内力分析,结合各体系典型特点给出合理指标参数,并从受力和经济对比角度对各体系进行排序。此外针对中板方案进行了专门研究,为相关工程提供一定技术支持。

基于有限单元柔度法和刚度法的非线性梁柱单元比较研究

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构非弹性分析程序。基于柔度法的梁柱单元模型的特点在于以单元截面力插值函数作为出发点,在不考虑几何非线性的前提下,总能保证单元内部截面力场分布满足平衡条件。通过构造的数值算例及钢筋混凝土双向弯曲柱反复加载试验结果与两种方法模拟分析结果的对比,对柔度法与刚度法的分析效果进行了比较研究,并对纤维模型梁柱单元解决空间杆系结构非弹性分析的有效性进行了验证。结果表明:对于结构处于强非线性阶段,尤其是对于处理下降段(软化)问题,基于柔度法的梁柱单元无论从计算效率还是计算效果上都明显优于基于刚度法的梁柱单元;纤维模型梁柱单元是目前处理空间杆系双向弯曲与变轴力耦合问题最为实用有效的单元分析模型。

黑龙江大豆批发市场交易大厦抽柱改造设计

为解决黑龙江大豆批发市场交易大厦顶层多功能厅因厅内均匀布置的4根内柱而严重影响该厅的使用功能的现状,提出了在屋顶沿过该内柱的原轴线设置4根24m跨预应力混凝土交叉大梁,并在大梁的4个交叉点向原结构梁柱节点及其附近区域可靠植筋,以实现4个内柱承担的荷载向大梁的4个交叉点转移的抽柱设计与施工的思路和方法.具体介绍了原结构相关柱与基础核算结果,新增大梁材料、截面及预应力工艺选择的原则和方法,荷载取值、交叉大梁计算简图的选用与内力计算,大梁预应力筋与非预应力筋的选配节点设计与构造及施工中应注意的有关问题,为同类工程的功能改造提供了参考.

广州名盛广场结构新技术设计及应用

介绍了广州名盛广场采用的多项结构新技术的设计和应用特点,着重说明了采用带约束拉杆异形钢管混凝土柱(墙)的新型混合结构框架-剪力墙筒体结构体系及柱支式地下连续墙地下室逆作法的设计特点,并对工程中应用的45m跨度预应力钢-混凝土组合拱架结构等转换结构的设计及构造进行介绍。

后张无粘结预应力混凝土空心板-柱结构的振动台试验研究

通过一个四层现浇无粘结预应力混凝土空心板柱结构的1/4比例模型的模拟地震振动台试验,对其在弹性和弹塑性阶段的动力特性以及该结构在El-Centro地震波不同峰值加速度作用下的地震反应进行了研究。试验结果表明,现浇无粘结预应力混凝土空心板柱结构具有一定的抗震能力,但其抗侧移性能较差;对地震反应起控制作用的是低阶振型;在地震加速度峰值较小的弹性阶段,模型的一阶振型呈剪切形变形,随着裂缝的开展和损伤的积累,结构阻尼比显著增加,一阶振型的剪切特征越来越不明显。基于试验结果,并考虑空心管孔洞对楼板刚度的影响,建立了改进的空间框架"板带-柱"结构分析模型,通过ANSYS软件对该结构进行的弹性阶段时程地震反应分析结果表明,计算结果与试验数据吻合较好。

北京科技会展中心预应力板柱结构设计分析

介绍了北京科技会展中心工程预应力结构的设计方法 ,并对板柱结构特殊边界条件的处理提出了建议。预应力结构设计中结合预应力施工对预应力钢筋的布置原则进行了讨论 ,并提出了针对本工程的布置建议 ,有效地解决了预应力设计和施工中存在的若干问题。

侧向柱对预应力框架影响的等效弹簧模型

针对预应力框架结构的预应力传递受侧向柱影响的问题进行分析,发现张德峰等人提出的假设存在缺陷:一是建立模型时,不动点的确定未考虑框架梁轴向压缩刚度的影响;二是各框架柱对框架的反向约束力与其距离不动点的距离是简单的线性关系.为此重新提出了假设,建立了广泛适用的等效弹簧模型.通过对模型的分析,利用最小势能原理推导出了相应的计算公式.在相同条件下用文中所得到的公式与张德峰文中的公式,对"台座现象"进行分析,得出了比较结果:对于3跨或多于3跨时,张德峰文中的公式明显不能对"台座现象"进行分析.本模型对于指导实际工程设计具有一定的适用性和实用性.

阅江大桥“帆”形塔斜拉桥总体设计

广东肇庆市阅江大桥主桥采用三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(160+320+160)m,采用墩、塔、梁固结体系,桥面布置双向6车道。主梁采用单箱五室箱形预应力混凝土梁,按全预应力混凝土结构设计,采用纵、横、竖三向预应力体系,斜拉索锚固处设置1道横梁;采用单索面斜拉索,斜拉索呈扇形分2排布置于桥面中央分隔带内,避免了斜拉索对外侧景观的遮挡,视野开阔;桥塔选用了新颖美观、造型独特的"帆"形混凝土塔;主墩采用较柔的双肢薄壁墩(高度约33m),减少了主墩纵向刚度。采用Dr.Bridge 3.2及MIDAS 2010对主桥进行结构整体静力计算,计算结果表明,主桥结构各项指标均满足规范要求。

预应力混凝土框架柱的箍筋配置

柱箍筋配置量的定量计算一直是工程设计人员关心的问题 ,PUSHOVER方法为柱箍筋的配置定量计算的实现提供了可能。从三个方面探讨了柱箍筋的计算 。

预应力混凝土十形柱框架与矩形柱框架结构性能的比较研究

在对预应力混凝土十形柱框架结构的非线性有限元分析方法进行了深入研究后 ,得到了能较正确、全面描述预应力混凝土十形柱框架结构工作性能的方法 ,用FORTRAN90编制得到相应的计算程序。用该程序在计算机上进行大量的计算分析 ,将预应力混凝土十形柱框架结构性能与矩形柱框架结构性能进行了比较研究 ,得到这两种结构各自的特点。

预应力管式空心板柱结构抗震性能试验研究

通过一四层无粘结预应力现浇混凝土空心板柱结构的1/4比例模型的模拟地震振动台试验,对其在弹性和弹塑性阶段的抗震性能以及在EI Centro地震动不同峰值加速度作用下的地震反应和受力过程进行了研究。对无黏结预应力现浇混凝土空心板柱结构的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、恢复力模型、延性、刚度退化、耗能能力进行了比较深入的分析。研究结果表明,预应力现浇混凝土平行圆管空心板柱结构具有一定的抗震能力,位移延性良好。

预应力混凝土T型柱框架结构性能研究

在深入研究预应力混凝土T型柱框架结构非线性有限元分析理论后,得到了描述预应力混凝土T型柱框架结构工作性能的方法,用FORTRAN 90编制相应的计算程序。用该程序进行大量的计算分析,分别在各种不同方式荷载作用下和不同的柱截面、跨度、柱纵筋量、梁预应力筋量等因素的情况下,对预应力混凝土T型柱框架结构体系结构性能进行了探讨研究。可为设计工作提供参考。

不规则柱网预应力板-柱结构的分析与设计

本文结合实际工程 ,对柱网布置不规则的无粘结预应力混凝土板 -柱结构的整体受力分析与设计、预应力混凝土转换板的有限元分析与设计方法做了较为深入的探讨 ,可为同类工程提供借鉴。

预应力混凝土十字形柱框架结构性能的研究

在对预应力混凝土十字形柱框架结构非线性有限元分析理论进行研究后,得到了能描述预应力混凝土十字形柱框架结构工作时的受力及变形性能的方法,用FORTRAN90编制相应的计算程序。用该程序在计算机上进行大量的计算分析,分别在各种不同方式荷载作用下和不同的柱截面、跨度、柱纵筋量、梁预应力筋量等因素的情况下,对预应力混凝土十字形柱框架结构体系结构性能进行了探讨研究,使得在设计工程中能有所把握。

预应力混凝土T形柱框架与矩形柱框架结构性能的比较研究

对预应力混凝土T形柱框架结构的非线性有限元分析进行了深入的研究后,得到了能较正确、全面描述预应力混凝土T形柱框架结构的受力及变形性能的方法。用FORTRAN90编制相应的计算程序。用该程序在计算机上进行大量的计算分析,将预应力混凝土T形柱框架结构性能与矩形柱框架结构性能进行了比较研究,得到这两种结构的优缺点。

中马友谊大桥引桥下部结构优化设计

中马友谊大桥引桥为跨度30m预应力混凝土I形梁桥,浅水区引桥1号~3号墩原设计方案为"T形"大悬臂墩,通过高度为2.5m的矩形承台与4根直径1.5m钻孔灌注桩相连。承台施工需开挖礁灰岩厚度5.1~6.1m,施工效率低、破坏珊瑚礁、扰乱海洋生态环境。优化后方案取消了承台结构,采用桩柱式桥墩,桥墩与直径2.0m桩基直接相连,2个墩柱的横桥向中心间距为9m。利用空间有限元软件,分析墩高对桥墩和盖梁受力特性的影响。计算结果表明,当墩高在4.7~6.2m范围时,桥墩各构件受力更为合理。优化后的桩柱式墩在外观上与原设计相似;避免设置承台结构,减少开挖礁灰岩,有效地保护了环境。

预应力撑杆加固钢筋混凝土柱的试验研究

在钢筋混凝土偏心受压柱承受一定初始荷载下,改变钢筋混凝土柱的初始偏心距和加固撑杆的预应力大小,进行加固撑杆应力试验研究。结果表明,偏心受压柱初始压应变及撑杆预应力对加固效果有明显影响,撑杆预应力越大,撑杆对钢筋混凝土柱的卸载效果越明显,在柱破坏时,撑杆承受的应力越高,越能有效缓解撑杆相对于柱的应力滞后效应;初始压应变越大,越应相应提高撑杆预应力,从而充分发挥撑杆承载能力。