装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

反复荷载下方钢管混凝土组合异形柱参数分析

方钢管混凝土组合异形柱(SCFST柱)是在钢筋混凝土异形柱与钢管混凝土柱基础上形成的新型组合柱。采用非线性有限元法,以混凝土强度、钢材强度、轴压比(n)和连接板宽厚比(Rf)为参数,模拟SCFST柱在反复荷载下的受力过程,考察各变量对构件承载力、耗能、延性和刚度退化等的影响规律。结果表明:提高钢材强度能有效改善柱的承载能力,但延性显著降低;混凝土强度对柱承载力和延性的影响并不明显;轴压比越大,构件的延性和承载力越低;连接板宽厚比越小,柱的延性越好,刚度退化越平稳充分。构件在宽厚比为19时具有最优的耗能性能。综合认为,对于单肢为100 mm×4 mm的SCFST柱,宽厚比在19~38时,连接板与单肢的协同作用好,构件具有最优的抗震性能与经济性。

异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点抗震性能研究

为研究异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点的抗震性能,对节点试件进行低周往复荷载试验及ANSYS非线性有限元分析。结果表明:破坏源于节点区钢梁翼缘屈曲,顶底角钢屈服形成塑性铰,节点产生大转动变形;各试件滞回曲线较为饱满,呈倒"S"形,延性系数均大于2.55,节点具有较好的耗能能力;角钢厚度、高强螺栓直径对节点承载力和变形能力影响显著,增大角钢厚度及高强螺栓直径,节点延性系数略有降低,但极限承载力明显提高;有限元节点应力分布及破坏特征与试验现象基本一致,屈服承载力、极限承载力有限元计算值与试验值吻合较好;轴压比对节点抗震性能影响较小,相较于螺栓性能等级,钢材强度等级对节点刚度及承载力影响更为显著。

T形截面方钢管混凝土组合异型柱的单向压弯力学性能和承载力研究

由于T形截面方钢管混凝土组合异型柱的压弯性能研究较少,为了对此特性展开分析研究,对其进行了单向压弯试验、有限元分析及理论计算;得到T形截面方钢管混凝土具有良好的延性和较好的承载力的结论,并提出了考虑钢管和混凝土组合刚度影响的等效长细比的计算公式。

异形截面巨型柱框架结构抗震研究与应用

为适应超高层建筑平面设计需要,工程设计单位提出了一种异形截面巨型柱框架结构,并在多个超高层建筑巨型结构中应用,取得了良好效果。介绍了巨型结构体系及受力特点,结合多个大型复杂超高层建筑工程实际,分析了异形截面巨型柱框架结构的研究概况,包括在异形截面巨型柱框架结构抗震研究方面取得的进展,提出了该类结构发展的若干有待深化研究的技术问题。分析表明:"巨型柱框架-组合核心筒-伸臂桁架"结构体系,是一种受力性能优越的高效抗震体系;异形截面巨型柱框架结构,具有良好的抗震性能,异形截面巨型柱合理抗震构造是亟待深化研究的关键技术问题。

异形柱的应用和发展

随着经济的发展,人们对住宅提出了更高的要求,传统的结构已经不能满足要求,异形柱框架作为新型结构得到应用。主要介绍异形柱的研究情况和在住宅建筑体系中的应用,简单比较3种结构的异形柱,陈述异形柱的优点,对计算方法进行总结。最后对异形柱设计中存在的问题进行归纳并对异形柱的推广应用提出建议。

T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯承载力的神经网络方法研究

对T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯性能进行了有限元分析和试验研究,通过对所得结果进行对比分析,验证了有限元程序的可行性。此外,通过神经网络学习及承载力结果对比,验证了神经网络的可行性和精确性。并采用神经网络对T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯承载力影响因素进行了参数化分析。结果表明,承载力随着钢材强度、混凝土强度、钢管尺寸的增大而增大。

异形柱框架结构在多层住宅中的应用

砖混结构由于抗震性能差,在高烈度地区的应用受到限制。随着粘土砖逐步被淘汰,采用新的结构形式建造多层住宅势在必然。异形柱框架结构由于其使用上的优势和造价适中被广大用户所欢迎。

T形方钢管混凝土组合异形柱偏压性能试验研究

T形方钢管混凝土组合异形柱具有良好的力学性能,以试件长度、偏心距、偏心方向为试验参数,设计9个不同长细比的试件进行偏心受压试验,观察试件的破坏形态,得到荷载应变曲线和荷载挠度曲线,并分析各参数对试件偏心受压性能的影响。试验结果表明:长度为600 mm的试件发生了强度破坏,长度为1500、1800 mm的试件发生了弯曲失稳破坏;试件长度越长,弯曲破坏特征越明显;偏心距越大,偏压承载力越低;偏心方向对偏心受压性能的影响相对较小。与相关规范计算结果对比发现,按DBJ/T 13-51—2010计算的结果与试验结果吻合最好。研究结果表明,T形方钢管混凝土组合异形柱延性较好,方钢管之间可以协同工作,偏心受压力学性能良好。

8度抗震区砖混结构住宅存在问题及结构选型

指出砖混结构抗震设计中存在的问题。对异形柱框架结构在多层住宅设计中的应用,柱网布置设计计算和抗震设计中的问题进行了探讨。

十字形方钢管混凝土组合异形柱压弯性能和可靠度分析

运用ANSYS有限元软件,对单向压弯状态下十字形截面方钢管混凝土组合异形柱进行仿真计算,并在此基础上采用蒙特卡罗法分析结构的可靠度。结果表明,十字形方钢管混凝土组合异形柱具有承载力高、塑性和韧性好的特点;钢管与混凝土能良好地协同工作,提高了混凝土的承载能力。与此同时,ANSYS分析得出柱子高度、截面尺寸等参数对结构最大侧向位移和应力强度的灵敏度影响较大,同时得出结构的可靠度概率。

角钢-集成材L形组合柱的受压性能研究

为提高装配式木结构中异形柱的力学性能,设计了一种用热压等边角钢和SPF集成材为原料,环氧树脂胶黏剂连接制作的角钢-集成材L形组合柱,作为框架结构或框架剪力墙结构的角柱。以角钢边宽度对L形柱正截面承载力的影响进行了轴压试验研究,并进行ANSYS有限元模拟,以判断模拟预测的准确性。结果表明:角钢-集成材L形组合柱相对于同截面面积的木柱而言承载能力上升37.0%~51.4%,刚度上升36.5%~72.8%,同时L形柱有良好的延性;适当增加L形柱中的角钢边宽度可以使承载能力有效提高,但是其短边处的集成材易产生破裂,增加试件的脆性破坏;集成材之间的环氧树脂胶合界面在破坏前后都性能良好,在材料弹性阶段钢材和木材有效共同受力,承载力计算时需要考虑钢材的塑形增强作用;ANSYS有限元模拟的角钢-集成材L形组合柱弹性模量结果和试验结果一致,误差在10%以内,模拟结果基本可靠。研究成果对于预测角钢-集成材L形组合柱在实际预制装配时的安全可靠性提供了理论依据。

“天圆地方”异形曲面清水混凝土墩台柱施工技术

以杭州萧山机场T4航站楼“天圆地方”异形曲面墩台柱为例,介绍了异形柱在施工过程中综合应用的模板选型、尺寸定位、钢筋排布、操作架设计及成形质量控制等方面的关键工艺。最终的成形质量达到了预定的目标,验证了所采用的技术与工艺流程的有效性,并为以后类似异形柱的施工提供了可供借鉴的经验。

基于ABAQUS的钢管混凝土L型柱节点抗震性能计算研究

利用有限元软件ABAQUS建立了L型截面钢管混凝土异形柱节点的数值模型,对节点模型分别进行不同轴压比下的单调加载和往复加载的有限元分析。根据计算结果评价节点的抗震性能。钢管混凝土组合异形柱有较好的抗震性能,L型柱的屈服点提高,结构变形能力增强,结构耗能能力有所提高。在极限破坏状态时,柱外围混凝土会发生较大范围的开裂与破碎。L型钢管混凝土柱有可能承受更高的轴压比,其中的钢管存在进一步变形耗能的能力。

宁海县会展中心结构设计及分析

宁海县会展中心下部主体结构采用钢筋混凝土结构,跨度大、荷载重区域采用型钢混凝土组合结构,考虑建筑造型,大跨处采用树形混凝土柱,以优化受力、减小截面、节约造价;屋面由于造型复杂、跨度较大,采用三维复杂异形曲面钢结构体系和单层三向箱形截面钢网壳结构。采用多种有限元软件对结构进行了整体和局部构件计算分析和比较,最终通过对计算结果的包络设计来确保结构安全。各项计算结果表明,树形混凝土柱和异型曲面钢网壳的设计能够满足规范的相应要求,在保证建筑外立面造型效果的前提下,既满足了结构的安全性,又兼顾经济合理性,实现了结构成就建筑之美。

钢—混凝土组合异形柱的研究进展

介绍了钢—混凝土组合异形柱的研究背景,论述了其结构形式,包括钢骨混凝土组合异形柱、钢管混凝土组合异形柱以及钢骨—钢管混凝土组合异形柱,总结了各类组合异形柱的研究进展,探讨了其力学性能,指出组合异形柱在结构设计中具有很好的发展前景。

基于神经网络的十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力研究

采用有限元法对方钢管混凝土组合异形柱轴压性能进行模拟分析,通过有限元模型的破坏形式和轴压承载力与试验结果对比,验证了有限元程序的可行性。基于有限元分析结果,训练神经网络,通过承载力的对比,二者误差较小,验证了神经网络的可行性和精确性。利用神经网络对十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力影响因素进行参数化分析,结果表明承载力随着钢材强度、混凝土强度、钢管高度、钢管尺寸和钢管厚度的增大而增大。

异形伞状清水混凝土柱模板体系设计与施工技术

清水混凝土的判别标准主要集中于表面平整度和外观质量,其中表面平整度和模板刚度密切相关,为保证混凝土表面平整度,应避免模板发生两侧变形;外观质量则与混凝土配合比、浇捣技术和养护相关。本文针对异形清水混凝土柱成型质量控制进行探讨,以工程实例为背景,对清水混凝土柱组合钢模板设计与清水混凝土成型施工技术进行研究,分析阐述清水混凝土组合钢模板设计与施工控制要点。

L形部分包覆钢-混凝土组合柱设计及应用

因L形部分包覆钢-混凝土组合柱设有成熟的承载力计算公式,根据国内外相关研究成果,计算钢贡献率、轴压比后,利用Xtract软件建立计算模型,绘制4种角度的轴力-弯矩曲线,并验算L形PEC柱双向压弯稳定承载力与受剪承载力。在东升和府10号楼项目中,通过承载力验算,采用轴力-弯矩曲线包络设计法,计算L形柱Z4,Z5的最不利工况,符合规范,使高层住宅中避免出现凸梁凸柱的情况。