壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点抗震性能研究及设计建议

以壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点为研究对象,进行两个足尺试件的拟静力试验,分析节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线,并研究节点承载力、延性、耗能能力和刚度退化等指标。试验结果表明:试件破坏模式分别为侧板外梁端形成塑性铰、节点核心区侧板开裂及轻微鼓曲;试件滞回曲线稳定饱满,曲线呈现梭形,试件延性系数为3.11~3.53,等效黏滞阻尼系数大于0.4,具有良好的耗能能力;刚度退化较稳定,具备较好的抗侧能力。在验证有限元模型合理的基础上,通过有限元变参分析此类节点的滞回性能,结果表明:增加侧板厚度或侧板外伸长度可提高嵌入式双侧板节点的承载力及延性。最后结合试验和有限元变参分析结果,针对此类节点提出设计建议。

装配式钢结构综合配电室梁柱节点冲击荷载性能分析

梁柱节点冲击荷载性能直接关系到装配式建筑整体的安全性和稳定性,因此研究装配式钢结构综合配电室梁柱节点冲击荷载性能。以四种钢材为原材料,通过四种不同的连接方式,制成十六种配电室梁柱节点试件。针对试件利用万能试验机施加不同等级的荷载,并同时利用多种传感器设备采集数据,计算冲击荷载性能的三项指标,即极限承载能力、极限抗弯强度、极限抗冲击强度,完成配电室梁柱节点冲击荷载性能分析。试验结果表明:普通钢材、耐候钢材、耐火钢材梁柱采用钢筋搭接方式抗冲击荷载性能最好,高强钢材则采用全螺栓连接抗冲击荷载性能最好,可以根据钢材具体选择连接方式。

改进后预制钢-混凝土梁柱节点抗震性能分析

为了研究改进后预制组合梁柱节点的抗震性能,在验证数值模拟准确性的前提下,基于有限元软件ABAQUS建立了11个节点模型,分析各参数变化对节点抗震性能的影响规律.结果表明,各试件在低周往复荷载作用下的滞回曲线都比较饱满,等效黏滞阻尼系数在0.266~0.362范围之内,新型预制节点具有良好的耗能性能;新型预制节点的承载力和延性系数分别比传统形式预制节点高5.4%和12.8%,并且其刚度退化能力以及能量耗散能力也优于传统形式预制组合节点;钢梁和钢接头强度的增加可以提高试件在荷载作用下的变形能力,但是对于提升试件承载力、刚度退化和强度退化能力的影响很小;钢接头埋置长度和预制梁内纵筋强度的增加能延缓试件的刚度退化和强度退化的速度,提升试件的承载能力和耗能能力.综合考虑,钢接头埋置长度至少应为200 mm,同时预制梁内纵筋强度等级应高于HRB335,以保证节点有良好的变形性能.

预制装配式螺栓连接型轻钢构造柱施工技术研究

传统构造柱的施工涉及工种多,工序复杂,工期长,工人劳动强度大,存在马牙槎留置偏差、钢筋偏位、混凝土侧漏、不密实等质量通病,显然无法满足现代建筑产业化,绿色施工的要求。提出了一种可代替传统钢筋混凝土构造柱的轻钢构造柱施工工艺,确定了其施工特点、原理、工艺流程及质量控制措施,获得了最佳的经济和社会效益,是一种可靠、高效的新技术,具有广阔的应用前景。

复杂竖向结构体系高层钢结构施工关键技术

某项目T1办公楼结构形式为内混凝土核心筒+外框钢结构体系,其底部设计了Y形柱,用于增加下部结构的空间效果,而顶部屋面结构则巧妙地将内核心筒内预埋钢结构和密封拉索结合起来,将整个屋面的一侧斜拉形成了悬挑无柱结构,同样增加了顶部视野通透的建筑效果。本研究重点介绍了在T1办公楼的建设中针对特殊结构所采用的众多关键技术,以便于为类似钢结构施工提供借鉴。

箱式暗钢托座装配式梁柱节点抗震性能试验研究

针对我国西部地区城镇建设所面临的建设效率低下、质量无法保障,环境保护难以兼顾等难题,提出一种新型箱式暗钢托座装配式梁柱节点。该节点组装简单高效,显著降低了施工现场的工作强度;此外,该节点便于拆装,有利于在构件服役期间进行升级和震后损伤修复与更换。为验证其性能,加工了一组装配式节点模型,开展了拟静力试验,并与一组现浇节点模型进行了对比。试验结果表明,所提出的箱式暗钢托座装配式梁柱节点组装简便,承载能力略大于现浇混凝土梁柱节点的承载力,其破坏模式满足强柱弱梁,节点失效时,装配式梁柱节点的梁体上仅出现少量微细裂缝,而塑性变形主要集中在梁顶的连接件和暗钢托座上,这种设计便于拆卸与更换。

加强型钢结构梁柱节点抗震性能研究综述

抗震性能是钢结构领域中极为重要的研究方向,基于国内外相关文献的分析,对不同类型的加强型钢结构梁柱节点相关参数和力学性能进行梳理,得出了加强型节点具有较好的抗震性能,能有效提高钢结构抵抗破坏的能力,同时指出了目前加强型节点研究中还存在的一些问题,并对此提出了相关建议,以期为加强型钢结构梁柱节点抗震性能的研究提供参考。

基于增设PBL锚固件的新型外露式钢柱脚设计研究

为满足设计中外露式钢柱脚在桥梁工程中的刚性连接承载力需求,归纳整理了工程设计中外露式钢柱脚刚性连接的常用计算规定,基于西安某人行天桥工程桥墩的受力需求提出了一种增设PBL锚固件的新型外露式钢柱脚设计,并进一步在工程实例中计算分析了该新型外露式钢柱脚的承载能力结果及特性。结果表明:同等尺寸下,新型外露式钢柱脚刚性连接时可以提供更高的侧拉锚固力,但需配合更高的基面混凝土抗压强度,具备一定的施工便利性,但对施工精度要求较高。

锈蚀钢材偏心受压钢柱承载性能退化规律

为研究腐蚀损伤对偏心受压钢柱承载性能的影响,首先对7根H型钢构件进行了最长达3 a的户外暴露盐雾加速腐蚀试验,并从各锈蚀钢构件端部截取板材试样进行力学性能试验,建立了各项力学性能参数与锈蚀率的关系式.然后分别对2根未锈蚀H型钢柱和7根锈蚀H型钢柱进行承载力试验,结果表明:随着锈蚀程度的不断加深,H型钢柱的承载力、刚度、位移延性系数呈逐渐下降趋势,对应失稳变形呈逐渐增大趋势;腐蚀损伤削弱了锈蚀钢柱的刚度和应变强化效应,影响了锈蚀钢柱的塑性性能,导致塑性发展系数随锈蚀率的增大而减小.最后,利用验证后的有限元模拟方法对不同截面尺寸和长度的压弯钢柱进行数值计算分析,建立了偏心受压钢柱的整体稳定承载力、塑性发展系数随锈蚀率的退化规律公式.

热轧H型钢柱侧向冲击试验研究

利用DHR9401落锤式冲击试验机完成了两种不同边界约束条件下的12个热轧H型钢柱侧向冲击试验,试验中利用动态应变仪记录了冲击力时程曲线,并获得了试件的破坏形态和残余变形量。试验结果表明:热轧H型钢柱强轴在侧向冲击荷载的作用下,固-简约束边界务件的试件以发生整体弯曲变形为主,翼缘下支垫刚性平台约束边界的试件以撞击部位的局部屈曲变形为主;边界条件对试件的冲击力时程有显著影响;随着冲击能的增大,试件的残余变形增大,两者之间基本呈线性关系;试件在试验过程中表现出良好的延性性能和抗冲击性能。

单柱式钢桥墩抗震性能校验方法

针对地震作用下钢桥墩的抗震设计问题,首先确定抗震性能校验流程,提出了单柱式钢桥墩性能目标确定方法,其次根据各级抗震性能与损伤级别的对应关系,分析设计荷载产生的设计反应值和结构设计限值的求解问题,建立了结构安全性和震后可使用性的校验公式,给出了采用位移或应变2种性能指标进行校验的限制条件,最后通过单柱式钢桥墩抗震性能校验实例,说明钢桥墩基于性能的抗震校验方法的可靠性.结果表明,与现行校验方法相比,基于性能的抗震校验方法概念清晰、精度较高,易于在工程中推广应用.

不同配钢型式圆截面型钢混凝土巨型柱抗震性能

为研究某超高层建筑巨型框架结构型钢混凝土巨型柱的抗震性能,利用40000kN大型加载装置,进行了1个内置H型钢和1个内置十字形型钢巨型柱模型试件的低周反复荷载试验,两试件截面尺寸、配钢率、配筋率、混凝土强度等级均相同,主要不同在于配钢型式。对比分析了两试件的破坏特征、滞回曲线、承载力、变形、刚度退化过程和耗能,得到了配钢型式对其抗震性能的影响,并采用纤维模型法进行了正截面承载力计算。结果表明:两试件均呈现出以弯曲为主的破坏特征,滞回曲线较为饱满,承载力下降缓慢,极限位移角超过5%,表现出良好的变形能力和耗能能力;十字形型钢混凝土巨型柱两个工程轴方向性能相同,H型钢混凝土巨型柱强轴方向性能好于十字形型钢混凝土巨型柱;计算所得承载力与实测承载力符合较好。

空腹式型钢砼框架柱的恢复力性能

根据６个配角钢骨架空腹式型钢砼框架柱的试验，研究了该类框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能，提出了能反映空腹式型钢砼框架柱性能的退化三线型恢复力模型及其特征点的计算方法．

蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱的非线性有限元分析

在实腹式钢骨混凝土异形柱和桁架式钢骨混凝土异形柱的基础上,提出了一种新型的异形柱——蜂窝状钢骨混凝土异形柱。利用ANSYS软件,分析了钢骨腹板开洞率、配钢率、加载角、偏心距等因素对该新型异形柱力学性能的影响。分析结果表明:钢骨含钢量越大,加载角越大及偏心距越小,柱子的承载力也越大,而钢骨腹板开洞率对柱子的承载力影响是有限的。本文的研究成果,为该新型钢骨异形柱在工程中的应用提供了理论依据。

空腹式型钢混凝土框架柱的恢复力特性

根据 6个配角钢骨架空腹式型钢混凝土框架柱的试验 ,研究了该类框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能 。

工字形钢柱的爆炸作用分布特征与计算研究

为研究工字形钢柱上的爆炸荷载特征,明确在不同爆炸条件下工字形钢柱的破坏形式,通过数值计算和试验数据相结合,在三种不同爆炸类型条件下,对钢柱不同位置测点的冲击波曲线形式进行分析,并对钢柱不同翼缘的爆炸荷载水平及竖向分布形式进行总结,给出工字形钢柱上爆炸作用的确定方法。研究结果表明:当爆炸作用沿钢柱强轴时,荷载在翼缘宽度上可按均匀分布,而随近、中、远爆炸类型的变化,荷载沿钢柱竖向分别呈双曲线、梯形和矩形分布特征,而荷载峰值可按TM5-855中试验数据确定;当爆炸作用沿钢柱弱轴时,荷载在腹板上可按均匀分布,而在翼缘上呈三角形分布特征,荷载峰值可按TM5-855中试验数据值乘以相应的放大系数得到;爆炸荷载对钢柱响应形式影响显著,随着爆炸距离的增大,钢柱由局部破坏向整体破坏转变。

大型树状结构双枝不等重斜向原位柔性提升施工关键技术

南京牛首山佛顶宫上部采用大穹顶覆盖,由2个大型树状钢结构柱、铝合金大穹顶屋盖共同组成受力体系。利用有限元施工模拟分析,计算机三维模拟放样、安装,复杂构件数控加工、双枝不等重斜向原位全柔性提升工艺、旋转式提升横梁结构、钢丝绳张紧装置等,解决了矿坑空间狭窄及既有混凝土平台荷载受限情况下,超大、超重、超高树状结构安装及快速卸载的难题;加快了现场安装精度,减少了材料消耗,降低了施工成本,保证了施工安全及工程质量;推动了大型树状钢结构安装技术的进步。

型钢混凝土柱抗震设计若干问题的探讨

针对型钢混凝土柱杭震设计中所涉及到的轴压比、箍筋、型钢的侧向失稳和柱子的剪切粘结破坏，柱子的抗剪承载力等几个问题进行了分析研究，探讨了它们对型钢混凝土柱抗震性能的影响，提出了有关设计建议，并给出了相应的计算公式。

蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱承载力影响因素分析

为了考察影响蜂窝状钢骨混凝土十字形柱承载力的因素,采用ANSYS软件对该柱进行了大量的有限元分析,研究了混凝土强度等级、钢材牌号、配筋率、配箍率及长细比等因素对该新型异形柱力学性能的影响.研究结果表明:混凝土、钢材强度、配筋率越高及长细比越小,柱子承载力越大;配箍率对柱子的承载力几乎没有影响.

蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面柱正截面承载力试验

设计了2根蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱试件,并进行双向偏心压力作用下的试验研究,以揭示蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的工作机理、破坏形态并计算了极限承载力.试验结果表明:蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的破坏形态与普通钢筋混凝土构件相似,计算的横截面平均应变基本符合平截面假定,腹板开洞有利于提高混凝土与钢骨的协同工作能力,钢骨腹板开洞基本不影响蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形截面异形柱的极限承载力.