内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的力学性能

为了研究内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱在生命周期内的受力机理,利用有限元软件ABAQUS建立该类短柱的计算模型,并与已有的相关试验结果进行对比。模型中将钢管初应力和长期荷载作为生命周期内的主要因素进行考虑,分析了内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的荷载-变形全过程曲线、跨中截面各部件纵向应力分布和钢材与混凝土之间的相互作用力;考察了初应力系数、长期荷载比和含钢率对构件承载力和变形的影响规律。结果表明:考虑钢管初应力和长期荷载作用的内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱极限承载力与一次加载情况下相比变化不明显,但极限承载力对应的纵向应变增长84.2%;在长期持荷阶段,核心混凝土发生卸载现象,其承担的荷载下降了30%左右,再加载阶段又继续承载;钢管与混凝土之间的接触应力在中截面处最大,沿构件长度方向逐渐向两端减小;随着钢管含钢率增大,构件极限承载力增大,变形减小,而型钢含钢率对构件变形影响较小;随着初应力系数和长期荷载比的增大,构件纵向变形增大。

底部加强型矩形钢管混凝土柱抗震性能试验与分析

提出了一种底部加强型矩形钢管混凝土柱,采取在柱底部区域钢板外侧贴焊钢板的构造措施,以提高其抗震耗能能力。进行了3个不同构造的矩形钢管混凝土柱模型的低周反复加载试验,模型1为普通矩形钢管混凝土柱,模型2为矩形截面底部垂直加载方向钢板外侧贴焊钢板的钢管混凝土柱,模型3为矩形截面底部双向外侧钢板均贴焊钢板的钢管混凝土柱。模型按1/5缩尺。分析了各模型的承载力、刚度及退化过程、延性、滞回耗能特性和破坏特征。给出了底部加强型矩形钢管混凝土柱正截面及斜截面承载力的计算公式,计算与实测结果符合较好。研究表明:所提出的底部加强型矩形钢管混凝土柱与普通矩形钢管混凝土柱相比,其承载力明显提高,延性和抗震耗能能力显著提高。

矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震性能试验研究

为研究新型矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点的抗震性能,设计了槽孔型、圆孔型和焊接型下栓上焊隔板贯通节点足尺试件,通过进行低周往复加载试验,考察不同的腹板连接构造形式对下栓上焊隔板贯通节点抗震性能的影响,并针对各试件的破坏特征和承载力、刚度、延性及耗能能力等抗震性能指标进行了试验数据的分析。最后运用力学分析的方法对节点的抗弯能力进行了理论研究,并与试验结果进行了比较。结果表明,不同的腹板连接构造对节点的抗震承载力影响不大,但对节点的延性、刚度和耗能能力有较大影响;适当降低节点域的刚度有利于改善节点的耗能性能;螺栓滑移能提高节点的耗能能力,对刚度退化的影响不大;圆孔型和焊接型节点具有较好的延性和较高的刚度;理论推导得出的节点抗弯承载力与试验结果相差在10%左右,且计算结果偏于安全。

基于性能的高层钢-混凝土混合结构住宅设计

结合建设部2004年科技示范工程-南宁湖滨大厦的设计,介绍钢-混凝土混合结构技术在高层住宅的应用。对高层住宅钢-混凝土混合结构体系进行受力特点和弹塑性性能分析,基本构件和节点的计算与设计,矩形钢管混凝土柱的耐火设计以及对减少该体系钢柱与混凝土墙体这两类竖向构件差异缩短提出相应措施,供同类工程参考。

矩形钢管混凝土短柱轴压承载力神经网络评估

人工神经网络在信息处理和计算方面优于传统方法 ,它不但具有一般的计算能力 ,还可以通过学习和记忆而获得知识进行推理 ,找出输入、输出、变量之间的关系从而得出结果。由于对矩形钢管混凝土的研究不够深入 ,故各种因素对矩形钢管混凝土短柱承载力的影响难以确定。探讨了用人工神经网络理论预测矩形钢管混凝土轴心受压构件强度承载力的可行性 ,在矩形钢管混凝土轴心受压短柱强度承载力试验的基础上 ,训练了一个三层 BP网络模型 ,并对矩形钢管混凝土轴心受压短柱强度承载力进行了预测 ,从而为承载力的评估提供了一种不同于传统思路的新方法。

火灾后内配H型钢的矩形钢管混凝土柱剩余承载力有限元分析

该文采用ABAQUS有限元软件建立了火灾后内配H型钢的矩形钢管混凝土柱模型,计算了常温下与火灾后该构件的轴向荷载-位移关系曲线,对火灾后的受力性能进行了分析;此外与相同含钢率的钢管混凝土柱构件火灾后剩余承载力进行了对比,发现内配型钢钢管混凝土柱剩余承载力较钢管混凝土柱得以增强,且构件延性优于钢管混凝土;同时对比了强、弱轴两种加载方式下该类构件火灾后剩余承载力,最后对影响火灾后该类构件剩余承载力的主要因素进行了参数分析,发现升温时间、截面周长和长细比对其影响较为显著。

基于MIDAS/Gen型钢混凝土结构静力弹塑性分析

提出按照等代刚度的原则,介绍一种运用"等效柱"代替原结构中的矩形钢管混凝土柱,进行静力弹塑性分析的方法,并能在实际工程中得到应用,结果显示,该方法解决了对带有复杂截面的构件进行弹塑性分析的问题。

钢筋贯通式混凝土梁-开洞方钢管混凝土柱节点受力性能试验研究

设计提出了一种钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁纵筋贯通、方钢管开矩形洞并补强的新型RC梁-钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)柱节点。为研究该新型节点的受力性能,设计并制作了6个足尺寸试件,包括2个开洞并补强的CFST柱试件和4个RC梁-CFST柱节点试件。通过开展静力和拟静力试验研究,得出了试件的破坏特征、承载能力和抗震性能。结果表明:在节点区增加钢管壁厚进行开洞的等面积补强可以使开洞尺寸对柱试件轴压承载力的影响较小;梁柱节点试件呈现出RC梁端塑性铰延性破坏,且节点试件的滞回曲线有明显捏缩现象,均出现较明显的强度与刚度退化;当柱轴压比由0.3增大到0.6时,中柱节点的承载力和等效黏滞阻尼系数分别降低了2.7%和6.0%;梁柱节点试件的平均位移延性系数为3.2,展现出良好的变形能力。试验研究表明,该新型RC梁-CFST柱节点具有较好的抗震性能,能够实现“强节点弱构件”的设计目标。

矩形钢管混凝土构件双向压弯剪受力性能研究

建立了有限元分析模型,采用收集到的方钢管混凝土压弯剪构件试验数据对模型的适用性进行了验证。基于验证过的有限元模型,对矩形钢管混凝土构件双向压弯剪受力性能进行了分析研究,给出了典型矩形钢管混凝土压弯剪构件的受力全过程关系曲线,分析了剪切荷载角度θ(0°~90°)、轴压比n(0~0.8)、剪跨比m(0.5~5.0)、钢材强度(Q235~Q420)、混凝土强度(C30~C90)、含钢率α(0.05~0.20)和截面高宽比β(1~2)等参数对其受力性能和承载力的影响规律。结果表明,对于矩形钢管混凝土双向压弯剪构件,随钢材强度的提高、混凝土强度的提高、含钢率的增大和剪跨比的减小,其最大横向剪力增大。对于矩形钢管混凝土压弯剪构件,其强轴方向(θ=90°)单向压弯剪横向剪力最大,弱轴方向(θ=0°)单向压弯剪横向剪力最小,随剪切荷载角度的增大,横向剪力增大。在轴压比较小(0≤n≤0.2)时,此类构件最大横向剪力随轴力增大而增大,在轴压比较大(0.2<n≤0.8)时,则随轴力增大而减小。截面高宽比变化对强轴方向最大横向剪力影响较小,对弱轴方向的影响较大。