不同连接构造的预制拼装钢管混凝土桥墩数值模拟与地震响应特点

无黏结预应力节段拼装钢管混凝土桥墩主要包括承插连接与混合连接两种承台连接方式。为比较两种不同连接构造下桥墩的地震响应特点,采用OpenSees软件分别建立了桥墩有限元模型,其中,承插连接钢管混凝土桥墩模型能够考虑插入承台部分钢管与周围混凝土的黏结滑移、钢管局部屈曲以及屈曲后撕裂等过程,而混合连接钢管混凝土桥墩模型能够再现出接缝的摇摆行为;并通过与相关拟静力试验数据结果进行对比,验证了两种数值模型的有效性;随后,以一座4跨连续梁桥为背景,分别研究了采用混合连接、无预应力承插连接和预应力承插连接桥墩桥梁结构在地震作用时的响应特点。结果表明:两种承插连接桥墩的墩底钢管在地震动峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)约0.4 g时发生屈曲,并伴随水平刚度下降和残余位移增大,且配置无黏结预应力的承插连接桥墩钢管屈曲引起的损伤程度更大,随着地震动输入进一步增大,预应力为桥墩提供的自复位能力逐步增加,在PGA=0.6 g时,预应力承插连接桥墩的残余位移仅为无预应力桥墩的62%。此外,配置混合连接桥墩的桥梁在地震作用下损伤较小,残余漂移比小于0.2%,比承插连接桥墩更优的自复位能力。

足尺钢管混凝土柱梁节点抗剪性能试验

对10个不同节点构造的足尺钢管混凝土柱-梁节点在不同轴压比下的抗剪性能进行了试验研究.在此基础上,对不同的节点域抗剪承载力计算公式进行了比较分析,并进一步讨论了节点域受剪性能的数值模拟(OpenSEES)方法.研究表明,所有的节点均表现出良好的抗剪性能;中国规范建议的节点域抗剪承载力公式有待改进;OpenSEES数值模型合理地模拟了节点域的剪力-剪切变形性能.

抗震工程中的钢和混凝土组合结构体系分析

过去10年里,美国国内关于钢和混凝土组合体系建筑抗震工程的研究有显著的增多。对最近一系列组合横向阻力系统的研究进行了概述,包括由钢梁和混凝土填充的钢管组成的无支撑框架,带有混凝土填充钢管柱的支撑框架,型钢混凝土柱以及一系列变化的组合混杂墙系统。相对于很多一般的系统,这些结构体系的优点包括它们在承受正常使用或极限荷载时的性能特征,以及材料与结构的经济性。此外,介绍其中一种混合系统深入研究的成果,包括部分约束的带有加强混凝土填充墙的钢框架。总结出这些组合体系将来设计条款的概要。

钢管混凝土柱-钢梁节点核心区受剪承载力计算对比研究

对近年来国内外进行的部分钢管混凝土柱与钢梁连接节点试验数据进行了统计,将试验结果与AIJ规范公式、Fukumoto方法和Nishiyama方法的计算结果进行了对比分析。计算结果表明:Fukumoto方法和Nishiyama方法的核心区受剪承载力计算方法较AIJ规范更加准确可靠。通过参数分析,证实了3种受剪承载力计算方法对不同轴压比、不同节点形式、不同柱截面的钢管混凝土节点具有较广泛的适用性。建议AIJ规范的适用钢材强度和混凝土强度分别不超过450 MPa和70 MPa,3种方法的适用钢材屈服强度与混凝土抗压强度标准值之比不小于8。对特殊类型节点的核心区受剪设计,也给出了修正计算式。

钢桁架-圆钢管混凝土柱连接区段抗震性能试验研究与承载机理分析

高铁客站采用钢桁架-圆钢管混凝土柱结构,其连接构造复杂、用钢量大,且具有不同于传统梁柱节点的受力性能。对该类连接进行构造改进,取消钢管内部的加劲板,并对改进后的连接区段进行了往复加载试验。试验结果表明:改进后的大跨度钢桁架-圆钢管混凝土柱连接构造简单、合理有效;连接区段的柱与桁架之间的强弱关系对破坏模式与抗震性能有较大影响;高铁客运站柱轴压比较小,使连接区段的钢管混凝土柱适当弱于桁架可获得更好的变形与耗能能力。基于叠加原理,提出了连接区段的简化理论分析模型,预测的承载力及荷载-位移关系与试验吻合较好。