填充节能复合墙板钢框架结构的抗震性能

为了获悉节能复合墙板与H形钢框架在地震作用下的受力性能与破坏机理,进行了8榀足尺填充节能复合墙板钢框架结构的低周反复荷载试验。详细分析了破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力等。利用ABAQUS程序建立了填充节能复合墙板钢框架结构的有限元分析模型,进行了结构非线性全过程受力分析;该模型考虑了材料本构关系模型和复杂接触模型。试验结果验证了有限元分析的准确性。研究表明,填充节能复合墙板钢框架结构有良好的抗震性能和延性;墙板连接方式和墙板厚度是影响结构承载力和刚度的主要因素;建立的有限元模型可以用于填充节能复合墙板钢框架结构的数值分析;采用的螺栓连接方式较好地实现了节能复合墙板与钢框架在地震作用下的协同工作。

循环荷载作用下高层钢结构建筑填充墙体性能与连接构造研究

为了研究不同墙体连接构造下高层建筑钢结构的抗震性能,进行了蒸压轻质加气混凝土(ALC)条板或砌块填充钢管混凝土框架结构的低周反复加载试验。根据填充墙施工安装工艺、钢结构特点和墙板类型,介绍了大板、条板和砌块等轻质墙体与钢框架的连接构造。通过试验研究了U形钢卡、钩头螺栓、摇摆连接件和角钢等连接构造对墙板抗震性能的影响。试验研究表明,在地震作用下,用U形钢卡或角钢内嵌与摇摆件外挂ALC条板的钢管混凝土框架结构具有良好的耗能能力;采用U形钢卡、钩头螺栓、摇摆件和角钢等合理构造措施,可以确保轻质墙体与钢管混凝土框架在地震作用下能协同工作和共同受力,并具有很好的安全保障;摇摆件连接由于具有良好的耗能性能,震后墙板基本无破坏,值得推广应用。

大跨度敞开式金属屋面板抗风揭模拟试验研究

现有规范标准对大跨度敞开式金属屋面板的设计和施工缺乏合理规定。根据实际火车站屋面板工程,采用沙袋堆载的静载试验方法,进行了760型金属屋面板整体抗风揭试验。分析了该类型屋面板在风吸力作用下承载力、挠度和关键部位的应变分布规律,并研究了采取自攻螺钉、夹具、垫片等加固措施对金属屋面板承载力和破坏形式的影响。试验结果表明,采取合理加固措施可以有效地提高760型金属屋面板的抗风揭承载力。研究成果将为火车站、航站楼等大跨度敞开式金属屋面板的设计与施工提供科学依据,还可以为类似大型场馆金属屋面板体系的加固提供有价值的参考。

圆端形椭圆钢管混凝土受扭性能数值分析及抗扭承载力计算

为探究圆端形椭圆钢管混凝土构件的受扭性能和抗扭承载力计算方法,采用ABAQUS建立了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的有限元分析模型。为解决核心混凝土本构关系问题,提出了一种关于圆端形椭圆钢管核心混凝土本构关系的新等效方法,利用已有试验结果验证了等效方法的可行性和数值分析模型的准确性。开展了纯扭作用下圆端形椭圆钢管混凝土构件性能的参数分析,研究参数包括钢材强度、混凝土强度、含钢率、长短轴比和截面尺寸等。揭示了圆端形椭圆钢管混凝土构件在纯扭作用下的受力机理,提出了圆端形椭圆钢管混凝土构件的抗扭承载力简化计算公式。结果表明:构件抗扭承载力随钢材强度、截面尺寸、含钢率增大而增大,随长短轴比增大而减小;研究成果将为圆端形椭圆钢管混凝土构件的设计提供参考。

开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响研究

为了获悉开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响,通过ABAQUS程序建立了冷弯薄壁管桁架组合墙体的有限元模型。研究参数为蒙皮效应、开洞位置和开洞率。计算模型采用塑性壳单元,考虑了几何非线性和材料非线性的影响,各部件的自攻螺钉连接采用点与点接触耦合模型模拟。通过与冷弯薄壁管桁架组合墙体试验的水平荷载-水平位移关系曲线和破坏模式的比较,验证了组合墙体有限元模型的准确性,揭示了开洞对冷弯薄壁管桁架组合墙体抗剪性能的影响。研究表明:冷弯薄壁管桁架组合墙体的抗剪性能与OSB板的蒙皮效应、墙体的开洞率和开洞位置有关;蒙皮效应越好,洞口面积越小,抗剪性能越好。

钢管混凝土柱T形件连接的抗拉承载力研究

T形件是钢管混凝土框架梁柱半刚性连接节点的重要组件,其抗拉承载力计算会影响到梁柱节点的抗弯承载力计算。根据欧洲规范的EC 3组件法,总结了T形件的3种塑性失效模式,并提出了钢管混凝土柱T形件各部件承载力计算方法。根据不同的失效模式和屈服线理论,确定了矩形或弧形端板控制的T形件抗拉承载力计算公式,利用柱腹板壁约束简化模型和柱壁破坏机制确定了柱翼缘壁控制的T形件抗拉承载力计算公式。采用算例说明其计算过程和计算精度。通过试验验证了所提钢管混凝土柱T形件连接的抗拉承载力计算方法的准确性。

带楼板薄壁钢管混凝土组合节点低周反复荷载试验研究

为了研究地震作用下薄壁钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏特征,进行了足尺冷弯薄壁钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁单边螺栓端板连接节点试件的循环往复荷载试验。观察了试件受力全过程和破坏模式,分析了组合节点的滞回曲线、承载力和刚度退化、耗能能力等抗震性能指标,应用现有规范讨论了组合节点的刚性和延性。试验结果表明,冷弯薄壁钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁单边螺栓端板连接节点为半刚性连接节点;此类组合节点具有良好的延性和耗能能力、连接构造安全可靠;位移延性系数μΔ取值范围为1.38~1.84,满足现有抗震设计要求,可以在多层组合框架结构中应用。