水平地震力作用下钢筋混凝土异形柱框架结构设计

由于钢筋混凝土异形柱截面几何性质的特殊性,需考虑不同地震作用方向下结构的反应.结合工程实例,对钢筋混凝土异形柱框架结构在不同方向的水平地震作用下进行受力分析,对自振周期、轴压比、柱底层剪力和层间位移角进行分析.结果表明,L形异形柱方向性较强,应考虑45°和-45°地震作用方向的计算,同时应调整异形柱平面布置形式,使其刚度中心尽量与形心重合,以此减小扭转效应对结构的不利影响.     

高轴力下钢筋混凝土异形柱节点受力性能研究

由于异形柱特殊的截面形式,地震作用下,较高轴压比时异形柱节点与普通矩形柱节点相比破坏更为严重。通过钢筋混凝土异形柱边节点和中间节点低周反复荷载试验,分析了高轴力下异形柱边节点和中间节点核心区混凝土裂缝发展及破坏情况,并利用试验数据计算得到节点核心区受剪承载力,最后结合节点核心区箍筋应变变化规律初步探讨了异形柱节点的抗剪机理。研究表明,高轴力下异形柱节点剪力较大,核心区腹板混凝土开裂破坏较严重,成为异形柱结构抗震的一个薄弱环节,限制了异形柱结构楼层高度。     

考虑剪切变形影响的L形柱单元刚度矩阵

分析等肢L形截面柱的受力性能,在非惯性轴坐标系下,建立了考虑剪切变形及形心与剪切中心不重合影响下的L形截面柱单元刚度矩阵,并编写了L形截面柱框架结构内力分析的有限元程序.通过某三层框架结构算例,将所编程序的计算结果与ANSYS软件分析结果及采用异形柱刚度等效的计算结果进行了比较,得出L形柱的剪切变形与等效矩形柱的剪切变形差异较大及考虑扭转效应对L形柱的扭矩影响较大的结论.     

压扭作用下混凝土异形柱的抗扭性能

为考察轴压比、截面形状、配筋情况对异形柱抗扭性能的影响,对9根混凝土异形柱在压力和扭矩共同作用下抗扭性能进行研究。试验结果表明:轴压比对钢筋混凝土异形柱的抗扭性能影响较大,异形柱的开裂扭矩和极限扭矩随轴压比的增加而增大。轴压比为0.189和0.314的L形柱的开裂扭矩较轴压比为0.063的提高了23.7%和74.0%,极限扭矩提高了14.2%和38.7%。轴压比为0.314的T形柱的开裂扭矩和极限扭矩较轴压比为0.189的分别提高了71.0%和16.0%。配置钢筋能显著提高素混凝土异形柱的开裂扭矩、极限扭矩和极限扭转角。轴压比为0.189的配筋L形柱、T形柱和十字形柱较相应的素混凝土异形柱的开裂扭矩分别提高了40.8%,18.9%和26.2%;极限扭矩分别提高了102.0%,106.1%和63.9%;极限扭转角分别提高了486.1%,469.4%和494.0%。轴压比、横截面面积和配筋率均相同时,异形柱的开裂扭矩从大到小依次为L形柱,T形柱,十字形柱。十字形柱和T形柱的极限扭转角较L形柱大34.6%~44.3%。     

异形柱空间框架结构的试验研究

制作了两榀异形柱空间框架结构、一榀矩形柱空间框架结构的大型试验, 观测了裂缝开展情况及破坏特征, 测得其在低周反复荷载下的P- Δ滞回曲线, 对异形柱与矩形柱空间框架结构的受力行为进行了分析比较, 得出了有益的结论.     

钢筋混凝土异形柱框架节点核芯区受力性能非线性有限元分析

针对抗震设防烈度为8度第二组(0.2g)的某异形柱框架结构,运用PKPM软件对结构进行弹性分析,得到首层异形柱的三种类型(L形、T形、十形)节点的梁端及柱端的内力组合值基本参数;再采用有限元分析软件ABAQUS,对各节点在荷载作用下核芯区混凝土受力性能进行分析,得到结构的薄弱环节以及受力破坏特征,为异形柱框架结构在地震作用下的整体工作性能提供理论分析方法。     

底层柱刚度对框架结构抗震性能的影响

利用有限元软件SAP 2000,采用"串并联多质点体系"振动模型,对多维地震作用下的钢筋混凝土框架结构进行了弹性时程分析,通过改变底层柱截面尺寸,研究了不同的底层柱刚度对框架结构在多维地震作用下抗震性能的影响.研究结果表明,多维地震作用下,底层柱刚度在一定变化范围内增大,层间剪力和层间加速度等逐渐变大,但是层间位移和楼层顶点位移逐渐变小.     

钢结构X型中心支撑的抗震设计探讨

支撑承载力验算时应考虑钢支撑杆在遭受强烈地震的循环荷载作用下发生屈曲使承载力降低而引起的卸荷效应;还应根据现行抗震规范的要求,计入楼层水平位移和竖向荷载(重力)共同作用下产生的附加剪力和柱的弹性压缩变形引起的附加压应力。为了确保支撑与框架柱在地震作用下的协同工作,设计过程中务必要调整支撑与框架柱的相对刚度,使"框架部分按刚度分配计算达到的地震层剪力达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分计算最大层剪力1.8倍二者的较小值"。     

屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系抗震性能

基于利于结构安装和抗震修复以及屈曲约束支撑的特点,采用梁柱铰接钢框架承受竖向荷载、屈曲约束支撑抵抗水平荷载的结构体系,并推导了这种结构体系的楼层弹性和弹塑性抗侧刚度.采用双线性模型模拟屈曲约束支撑的滞回性能,采用时程分析方法分析了屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系的抗震性能、弹性及弹塑性地震反应特征.结果表明:多遇地震下,结构楼层位移反应基本呈线性关系,层间位移角分布比较均匀;罕遇地震下会出现薄弱层现象,但各层支撑都会屈服耗能.除底层以外,楼层剪力主要由支撑承担,而底层框架柱承担的楼层剪力比例会增大;框架梁和柱在各级地震下都处于弹性状态;屈曲约束支撑铰接钢框架结构体系具有较好的抗震性能.     

异形柱框架结构抗震性能的概念设计

针对异形柱框架结构的主要特征,在总结异形柱框架结构主要抗震性能试验成果的基础上,提出异形柱框架结构的概念设计.结合工程应用实际,通过对结构布置、柱肢长宽比、填充墙竖向刚度控制、柱梁刚度比和配筋形式及间距等方面的的分析,明确初步设计中概念设计的原则和要求.通过算例,对影响异形柱框架结构抗震性能的主要参数进行分析,并采用动力时程分析方法,分别考察在设防和罕遇地震水准下结构的整体抗震性能.结果表明,在7度(0.15 g)下的异形柱结构的概念设计,符合抗震要求.     

低周反复荷载作用下钢筋混凝土异形柱框架的滞回性能分析

对一榀异形柱框架进行低周反复荷载试验研究,介绍了试验情况,对试件破坏过程及结果进行了描述,给出了荷载-位移曲线及骨架曲线;并基于框架试验数据,分析了模型的试验滞回特性,评估了框架的抗震性能,建立了框架的恢复力模型.得出如下结论:钢筋混凝土异形柱框架结构具有较好的滞回特性,变形特性介于剪力墙结构和普通框架结构之间;框架整体受力分析可采用退化三线型恢复力模型.     

异形钢管混凝土整体框架静力弹塑性分析

为研究异形钢管混凝土整体框架的抗震性能,将相同条件下的异形钢管混凝土框架与钢筋混凝土框架进行了对比.对一个原6层钢筋混凝土框架建筑,采用异形钢管混凝土框架进行建模,并与原钢筋混凝土框架模型分别进行了框架的破坏机制、Pushover曲线、刚度、延性、以及性能点处的层间位移角分析.结果表明,相同面积的异形钢管混凝土柱和钢筋混凝土柱各自组成的框架,异形钢管混凝土框架的承载力比钢筋混凝土框架要大得多,在倒三角工况和均布力工况下,承载力分别提高了6.23与5.58倍;异形钢管混凝土框架塑性铰的出现顺序满足＂强柱弱梁＂的设计准则;破坏时,塑性铰的变形程度要深于钢筋混凝土框架,异型钢管混凝土框架和钢筋混凝土框架的变形曲线均为剪切型,且最大层位移角均出现在第2层;在性能点处异形钢管混凝土框架的层位移要小于钢筋混凝土框架.     

六度设防区钢筋混凝土异形柱框架结构设计

介绍了异型柱和异型柱框架结构的特点及受力特征,并对该类结构设计时常见的适用高度、柱网尺寸、抗震等级、轴压比和长高比、结构延性等问题进行了探讨．     

钢筋混凝土带腋撑框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构。设置的腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接。该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的框架梁端、框架柱端的弯矩值、剪力值大幅度减少。试验结果表明,该新型结构在荷载作用下,首先在梁腋撑处的外侧形成塑性铰,然后梁跨中才出现塑性铰,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计,可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力。进行了该新型结构的非线形有限元分析,讨论了强柱系数、轴压比、剪跨比、配箍率等参数对该新型结构的抗侧承载力和极限位移的影响。     

钢筋混凝土T形柱节点受力性能数值分析

采用ABAQUS分析软件,针对某钢筋混凝土异形柱框架结构中的T形截面柱进行数值分析,探讨用ABAQUS进行模拟时的关键性技术问题,获得该类异形柱从加载到破坏的受力全过程,获得了节点核芯区的破坏机理类别、节点的失效破坏方式和变形方式,对该类型的异形柱破坏性能和截面设计提供一定的理论基础.     

钢骨混凝土异型柱框架模型地震反应分析

运用大型有限元分析软件ANSYS 9.0对钢骨混凝土异型柱框架和普通混凝土异型柱进行振型分析,得到了该框架的自振特性;并输入E1-Centro波和宁河天津(N-S)波,对两种异型柱结构进行了抗震性能的时程分析.本文所得结果,可为工程设计参考.     

带腋撑钢筋混凝土框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构,研究了该新型框架结构在竖向荷载和水平荷载下的力学性能.和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,框架梁端、框架柱端的弯矩、剪力大幅度减小.大尺寸新型框架结构的加载试验和非线性有限元分析结果表明:在荷载作用下,该新型结构的塑性铰首先出现在梁腋撑处,然后才在梁跨中出现,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力.