L-CFST柱-钢梁中节点抗震性能试验和有限元分析

基于高层L形钢管混凝土组合异形柱(L-CFST柱)住宅结构体系,对两侧连接形式不同的中节点试件进行抗震性能研究.首先,对2个轴压比不同的足尺节点试件进行往复加载试验,对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力及应变分布等进行对比分析.结果表明:试验的破坏主要发生在扩翼缘式端板连接处端板的鼓曲和拉裂,钢梁翼缘连接板圆弧过渡处的局部屈曲及开裂等,外肋环板式连接只出现了竖向肋板端部处钢梁翼缘连接板的轻微开裂.扩翼缘式端板连接与外肋环板式连接的刚度接近,但承载力相差较大.通过建立三维非线性有限元模型,并与试验结果进行对比分析,验证了有限元模型的准确性,并对影响扩翼缘式端板连接承载力的4种因素进行了参数化分析.     

L形钢管混凝土组合柱抗震性能分析及水平承载力设计方法

为研究不同构造参数对L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D柱)抗震性能的影响规律,通过建立有限元模型并与已有试验结果进行对比,在验证模型合理准确的基础上,对轴压比、钢管截面尺寸、宽厚比、连接板厚度、长细比、混凝土及钢材强度进行参数化分析。结果表明:轴压比小于0.6时,提高轴压比可以适当提高峰值荷载;随着轴压比的继续增大,峰值荷载都降低;单肢截面尺寸的增加,可以明显提高承载力、延性、耗能能力和极限变形能力;随着长细比的增加,承载力急剧降低,但耗能能力提高;连接板厚度的减小可以提高耗能能力。水平承载力设计公式预测值与试验值吻合良好,平均误差小于6%。     

内置开孔钢板加劲肋的L形宽肢钢管混凝土组合柱轴压性能研究

为研究内置带孔隔板加劲肋（PBL）的宽肢钢管混凝土组合柱（W-LCFST柱）的轴压性能，以L形双板连接钢管混凝土组合柱（LCFST-D柱）的轴压试验为基础，开展了W-LCFST柱参数化分析。结果表明：添加PBL加劲肋可增强混凝土和钢板之间的相互作用，显著提高试件整体性。与未添加PBL加劲肋的试件相比，添加1组PBL加劲肋，承载力提高了3.8%~5%，延性系数提高了14.3%~25.7%；添加2组PBL加劲肋，承载力提高了7.9%，延性系数提高了29.2%。最后，基于Mander理论，提出了预测W-LCFST柱截面承载力的计算公式，并将预测公式计算结果、日本规范AIJ (1997)、美国规范AISC-LRFD (1999) 、矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS159: 2004）分别与有限元结果进行了对比。结果表明，上述计算结果均较为保守，但本文提出的预测公式计算结果更加准确，平均误差为7%，可以计算W-LCFST柱截面承载力。