部分包裹钢-混凝土组合柱抗火性能研究进展

近年来建筑火灾发生频繁,为提高钢结构抗火性能,出现一种在H型钢两翼缘间填充混凝土形成的新型部分包裹钢-混凝土组合(PEC)构件.本文总结了PEC构件抗火性能的研究进展,旨在于为今后进一步研究PEC抗火性能提供参考.     

部分预应力混凝土圆形柱的非线性分析

本文提出了一种能够较精确地计算在大变形塑性领域的多次重复荷载作用下的部分预应力混凝土圆形柱的弯矩－曲率滞回曲线的非线性分析方法，该法的计算结果和试验结果吻合较好。     

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.     

方钢管混凝土柱与钢梁连接节点的非线性有限元研究

针对方钢管混凝土柱与钢梁连接方式问题,研究隔板贯穿式翼缘加楔形板刚接节点变形性能,建立3D有限元模型,钢材采用Von-Mises屈服条件和三线性随动强化本构,混凝土采用弹塑性本构,基于非线性有限元模拟研究低周反复荷载作用下模型节点的滞回耗能性能,对节点抗震性能基本指标进行比较分析,节点有限元分析结果可为设计提供一些参考.     

新型混凝土组合框架结构模型的非线性分析

基于一榀1/3缩尺新型U形钢筋混凝土组合梁-钢筋砼柱组合框架结构模型在低周反复荷载下的试验成果,采用ANSYS参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流,对模型框架在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了非线性有限元分析(FEM).FEM考虑了钢筋和混凝土间的相互作用,以及结构钢和混凝土间的相互作用,模拟得到了单调加载及反复加载下模型结构的荷载-变形关系曲线,验证了所建模型分析组合框架结构全过程分析方法的可行性,以及所编制的APDL命令流程序对组合框架结构抗震计算的有效性,为组合框架结构抗震设计提供了实用的计算软件.     

钢框架-钢板墙和钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能对比分析

为满足建筑工业化的迫切需求,进一步拓展钢框架-钢板墙结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构2种典型结构体系在高烈度区的应用,以某高烈度地区保障性住房建设项目为结构方案原型,分别对其进行多遇地震下的反应谱抗震设计,并补充了弹性动力时程分析验算,同时对比分析了罕遇地震下2种结构的弹塑性抗震性能。结果表明,钢框架-钢板墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,塑性铰主要出现在钢板墙附近的梁端和柱端,而钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系侧移模式呈剪切型,塑性铰主要出现在结构中间层的梁端。2种结构体系均能够满足预期的抗震设计要求,适用于高烈度区的多高层民用建筑。     

分散式钢棒混凝土柱非线性数值模拟研究

 针对实腹式型钢混凝土柱施工难度大、造价高的特点,文中基于核心区钢骨含钢量相同的原则给出了一种低工程造价、低施工难度的分散式钢棒核心钢骨混凝土柱,初步试验已验证两种柱的力学性能相近,该论文则是更深入地研究这种新型截面柱的抗震性能。通过考虑材料本构关系的非线性以及P-Δ效应,应用有限元软件（ABAQUS）建立分散式钢棒核心钢骨混凝土柱的非线性有限元模型,开展轴压比、含钢率、混凝土强度以及核心钢棒屈服强度等对分散式钢棒核心钢骨混凝土柱荷载位移曲线、水平极限承载力及延性系数影响的研究,结果表明：分散式钢棒核心钢骨混凝土柱水平极限承载力受轴压比和混凝土强度的影响明显,而含钢率和核心钢棒屈服强度对水平极限承载力影响很小;延性系数是一个比较敏感的指标,受各种因素的影响均较明显。     

混凝土框架结构不同楼梯构造方案抗震性能分析

在地震发生时,楼梯对人们逃生起着至关重要的作用。但从震后的灾害情况看,在混凝土框架结构中常会发生楼梯间构件被破坏的情况,甚至出现楼梯间整体倒塌的现象,丧失了应有的疏散功能。针对混凝土框架结构不同楼梯的构造方案进行了抗震性能分析,明确了混凝土框架结构楼梯的合理构造方案,为结构设计提供可靠的依据。     

基于多尺度模型的装配整体式混凝土框架结构抗震性能分析

装配工艺的要求和连接接缝的引用使装配式混凝土结构的数值模拟分析面临新的挑战,计算效率与模拟精度之间的矛盾变得更加突出。基于通用有限元软件ABAQUS,采用多尺度建模,模拟分析了装配整体式混凝土框架结构的抗震性能。首先,基于装配整体式混凝土梁柱子结构的试验数据,验证了多尺度单元界面连接方法的正确性。然后,对装配整体式混凝土框架结构的多尺度模型进行了静力推覆分析和动力弹塑性时程分析,并与现浇混凝土框架结构的地震响应和损伤情况进行比较。结果表明,多尺度建模能有效提高计算精度并降低计算成本,很好地模拟装配整体式混凝土框架结构的破坏特征和整体结构的抗震性能;与现浇结构相比,装配整体式框架结构在单向静力推覆作用下抗侧刚度更小、延性更好,在7度罕遇地震作用下抗震性能相近,顶层最大位移增大了3.8%;多尺度建模方法可用于装配式混凝土结构分析。     

异形柱框架结构抗震性能分析

采用有限元分析软件ANSYS,建立异形柱框架结构与矩形柱框架结构的三维空间分析模型,对比研究了两种结构在水平地震作用下的弹性地震反应.结果表明：L形柱与对应矩形柱的杆端剪力差别大,而T形柱和十字形柱的杆端剪力与对应的矩形柱相差不大;异形柱框架结构的楼层角位移比矩形柱框架结构的楼层角位移稍大些,但异形柱的扭矩值比对应的矩形柱的扭矩值要小得多.这些结果可供工程设计参考.     

高强钢筋混凝土框架柱斜向水平受力非线性有限元分析

为了能够准确地分析高强度钢筋混凝土框架柱在斜向水平受力条件下非线性特点,深入地研究了非线性有限元技术在其中的应用。首先,研究了高强度钢筋混凝土框架柱非线性有限元分析的基本理论。其次,分析高强度钢筋混凝土框架柱材料的本构关系模型,分别选择了混凝土和钢筋的本构关系的数学模型。最后,进行了高强度钢筋混凝土框架柱斜向受力的有限元分析。研究了加载角度和轴压比对框架柱载荷-位移曲线的影响规律,从而找出了框架柱斜向受力的破坏机理。     

外包钢套加固震损型钢混凝土框架结构Pushover分析

为评估震损型钢混凝土框架结构经外包钢套加固后的抗震性能,基于试验研究,采用材料弹性模量变化考虑地震损伤,运用有限元软件SAP2000对外包钢套加固震损型钢混凝土框架进行Pushover分析。通过对Pushover曲线、塑性铰、层间位移角等分析,结果表明：当试验轴压比在0.2~0.9范围时,试验轴压比增大使型钢混凝土框架结构层间位移角增加;外包钢套强度对结构层间位移角的影响较小;地震损伤指数达到0.6时,与未加固框架相比,加固修复框架结构层间位移角较大,说明未达到理想加固效果。     

端部设肋方钢管混凝土框架柱抗震性能分析

提出了一种端部设肋方钢管混凝土框架柱,采取在柱端部区域设置纵向加劲肋的方式避免端部过早地发生局部屈曲,以提高其承载力,改善延性和抗震性能.采用通用非线性有限元软件MSC.Marc建立壳-实体精细有限元分析模型对已有试验进行了非线性有限元分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好.在验证了有限元模型合理性的基础上,分析了不同参数条件下端部设肋方钢管混凝土框架柱的力学性能.研究表明,端部加劲肋能够延缓钢管壁的鼓曲,提高柱的承载力,显著改善柱的延性和抗震性能.端部加劲肋的设置长度以柱的1~2倍边长为宜,高度和厚度应满足一定的构造要求,可以通过增大加劲肋的厚度或增加每边加劲肋的设置数量来提高柱的承载力,且后者效果更好.     

钢梁与PEC柱组合结构的抗震性能分析

对钢梁与PEC柱半刚性连接组合结构进行抗震性试验研究,共设计了4榀不同连接类型的整体框架试件。通过施加低周水平反复荷载,研究钢梁与PEC柱组合结构的协同工作性能,分析端板厚度、角钢设置、螺栓间距等因素对整体框架抗震性能的影响。试验结果表明:组合结构屈服机制符合"强柱弱梁"的抗震设计要求,梁顶翼缘变形严重并形成塑性铰,柱根部鼓曲进入塑性。增加端板厚度和减小螺栓间距可以增大转动延性、提高承载极限、改善初始刚度;各框架延性性能良好,其位移延性系数均大于2.6,且端板连接的框架延性高于角钢连接的框架;等效粘滞阻尼系数he的数值在0.84～1.14之间,各框架抗震性能良好。     

反复荷载作用下复合加固损伤混凝土柱性能的试验研究

针对柱身已开裂、柱底固定端已形成塑性铰的严重损伤的3根钢筋混凝土柱,采用沿柱高粘贴CFRP布箍和底部固定端反贴角钢的共同加固新方法,可以达到既加固钢筋混凝土柱身,又使柱底重新成为固定端的目的.然后,对已进行加固的3根柱子进行模拟地震作用的水平低周反复荷载试验,研究二者复合加固严重损伤的混凝土柱的性能.基于试验结果,分析了加固柱的延性、刚度和承载力退化规律以及加固材料（角钢和CFRP布箍）的受力性能.结果表明,CFRP布箍可以有效地约束混凝土的横向膨胀;角钢的竖向钢板在柱底部作用最大,均可以达到屈服强度,但距离底部越远的钢板的应力大幅度降低;水平钢板破坏时是压曲破坏.     

配置型钢混凝土柱框架核心筒结构的抗震性能分析

以某工程为例,分别利用弹塑性动力时程分析法和弹塑性静力分析法,对全部配置型钢混凝土柱的结构和仅底部配置型钢混凝土柱的结构进行抗震性能的分析。     

考虑土-结构相互作用高层框架结构非线性地震反应分析

应用子结构方法对天然地基上带刚性整体基础(箱型基础或筏板基础)的高层框架结构进行平面非线性地震反应分析,地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式,上部框架结构采用层间一杆系模型．对1栋12层的钢筋混凝土框架结构进行地震反应分析,讨论了不同地震波输入和不同地基对系统非线性地震反应的影响．     

及有限元参数化分析

为研究实腹式型钢混凝土(SSRC)十字形异形柱的抗震性能,对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的SSRC十字形异形柱进行了低周反复加载试验,分析了各试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、位移延性.试验结果表明:当剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;试件的滞回曲线比较饱满;位移延性系数均大于3,破坏位移角在1/28~1/16之间.采用ANSYS对试件进行有限元分析,考虑型钢与混凝土之间的粘结滑移,分析比较了轴压比、配钢率及加载方向三个参数对试件承载力及延性的影响,有限元分析结果与试验结果吻合较好.试验及有限元分析均表明:SSRC十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力,可以应用于高抗震设防烈度区的多高层建筑中.     

新型钢管混凝土柱-平板节点的非线性有限元分析

在选择合理的材料本构、破坏准则和裂缝模型的基础上，建立一个三维非线性有限元计算模型，进一步分析新型钢管混凝土柱—平板节点在轴压情况下的裂缝形态和受力性能等．分析结果表明，有限元模型计算结果与试验结果吻合良好．