加劲T形钢管约束混凝土柱滞回性能研究

异形柱框架结构较传统框架结构能有效地改善建筑内部的使用空间,但目前应用较多的钢筋混凝土异形柱结构在抗震性能方面限制较严,制约了其进一步的推广和应用。加劲钢管约束混凝土异形柱可有效提高核心混凝土的约束作用,改善其滞回性能。为研究加劲T形钢管约束混凝土柱的滞回性能,进行了2个T形组合柱的压弯滞回性能试验研究。试验结果表明:外包钢管越长,试件的承载力和延性也相应越高;相比T形钢筋混凝土柱,T形钢管约束混凝土柱的刚度、承载力以及耗能性能均明显提高;对拉钢筋加劲肋能有效限制钢管局部屈曲和阴角处钢管与混凝土脱开。提出了适合T形钢管约束混凝土柱的数值分析程序并将数值程序计算所得的水平荷载-位移曲线与试验曲线对比,吻合较好。     

组合梁-方钢管混凝土柱框架结构抗震性能的pushover分析

采用考虑组合梁多材料截面引起的正向、负向刚度、强度和承载力不同的截面本构模型,建立了组合梁结构的弹塑性分析模型,对一个15层的钢混凝土组合梁-方钢管混凝土柱框架结构开展了多遇地震、罕遇地震下的pushover分析,为组合框架结构体系的抗震性能分析以及pushover方法在该体系中的应用提供了参考。在此基础上,与钢梁-方钢管混凝土柱框架结构、钢梁-钢筋混凝土柱框架结构进行对比研究,比较了几种结构的动力特性,表明组合梁-方钢管混凝土柱框架结构体系相对于其它两种框架结构体系具有更好的抗震性能。     

低周反复荷载下方钢管混凝土框架抗震性能的试验研究

通过对一榀两跨三层的方钢管混凝土组合框架在低周反复荷载作用下的模型试验，深入研究了方钢管混凝土组合框架的滞回性能、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能。研究结果表明：方钢管混凝土结构的抗震性能优于混凝土结构。     

薄壁波纹钢管混凝土柱滞回性能试验研究

近年来,薄壁钢管混凝土柱由于其良好的力学性能和施工性能在各类建筑结构和桥梁上得到了广泛应用,但震害表明,普通薄壁钢管混凝土柱抗局部屈曲能力和屈曲后抗震性能较差。提出了一种薄壁波纹钢管混凝土柱,为了初步探索其抗震性能,以轴压比和截面形式为主要参数,进行了2根薄壁波纹钢管混凝土柱和2根普通薄壁钢管混凝土柱低周反复加载试验研究。主要结论如下:在轴压比相同的情况下,薄壁波纹钢管混凝土柱的滞回曲线明显要比其它两种截面形式的饱满;在相同位移时,薄壁波纹钢管混凝土柱的耗能能力明显好于方形和圆形的。三种截面形式的延性较接近且延性系数均超过3,且强度退化和刚度退化趋势和程度基本一致。综合分析,薄壁波纹钢管混凝土柱抗震性能较之圆、方形薄壁钢管混凝土柱的相当或稍好。研究结果可供城市高架桥的分析与设计参考。     

SRC异形柱-钢梁空间中节点与CFST异形柱-钢梁空间中节点的抗震性能对比

为了研究不同约束机理的配钢形式对钢与混凝土组合异形柱-钢梁空间中节点抗震性能的影响,设计了4个型钢混凝土异形柱-钢梁空间中节点,并对其进行了低周反复加载试验,在联合钢管混凝土异形柱-钢梁空间中节点抗震性能成果的基础上,对比分析了相关节点在破坏形态、滞回曲线、耗能能力及变形性能方面的差异。研究结果表明:配型钢的空间中节点主要发生剪切斜压破坏,同时具有黏结裂缝的破坏形态,而配钢管的空间中节点则发生了核心区的剪切破坏;钢管节点试件的标准化滞回曲线包围了型钢节点试件,且其抗剪承载能力更好、初始刚度和耗能能力更大,但延性性能没有足够的优势。     

超高层框架柱方案选型及钢管混凝土柱设计要点

钢管混凝土柱、尤其是圆钢管混凝土柱,以其优异的力学性能和便捷的施工,近年来在我国高层特别是超高层建筑结构中得到了越来越广泛的应用,体现了显著的技术经济性能.对钢管混凝土柱与型钢混凝土柱在超高层结构设计中常见的构件选型,通过对其延性和承载力等性能的综合比较,论述了圆钢管柱用于抗震区超高层结构的特点和显著优势.文章还进一步针对抗震性能、梁柱节点、混凝土浇筑、防火喷涂等钢管柱在设计及施工的典型问题,结合当前理论研究和工程实践的最新进展进行了全面的阐述和比较.钢管柱的合理设计,须将抗震性能要求、施工质量控制、工程进度与造价等一系列因素,紧密结合工程特点,进行统筹考虑,提出了设计建议以供参考.     

钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架核心筒抗震性能试验研究

为进一步改善混凝土核心简的抗震性能,本文提出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒.进行了2个1/6缩尺的核心筒模型在低周反复荷载下的抗震性能试验研究,1个为钢管混凝土叠合柱边框毛组合核心筒,1个为钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒.通过试验,对比分析了2个核心简的承载力、延性、刚度及其衰减、滞回特性、耗能能力及破坏特征,给出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒的承载力计算模型,计算结果与实测值符合较好.研究表明,钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架组合核心筒与钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒相比,其抗震性能明显提高.     

内约束方钢管混凝土柱抗震性能研究

由于方钢管对混凝土约束作用较弱,地震作用下方钢管混凝土柱底部钢管易出现屈曲,因此本文提出一种新型内约束方钢管混凝土柱。基于ABAQUS有限元软件,本文采用合理的材料本构模型建立内约束方钢管混凝土柱三维实体精细有限元模型,该模型能准确反应钢管、混凝土以及拉筋之间的相互作用,又能反应拟静力作用下混凝土的塑性损伤和钢材的循环硬化规律。有限元结果与试验结果吻合良好。首先,在此基础上笔选出最佳内约束形式,对拉箍筋方钢管混凝土柱的抗震性能明显优于圆环箍筋;其次,提出在不同轴压比下内约束方钢管混凝土柱的焊接拉筋最佳布置长度和合理体积配箍率;再次,探讨不同参数对内约束方钢管混凝土柱滞回性能的影响,结果表明:提高截面含钢率和长细比能有效改善组合柱的极限承载力,而轴压比在一定范围内有利于能提高柱的承载力;最后,讨论了约束措施对内约束方钢管混凝土柱耗能性能的影响。     

轻钢芯柱-保温夹层组合砌体墙抗震性能试验研究

提出了一种轻型钢管混凝土芯柱-保温夹层砌体组合墙,为研究这种墙体的抗震性能,进行了3个不同构造组合砌体墙与1种带限位装置的玻璃珠-石墨基础滑移隔震技术结合的低周反复荷载试验,试件1为轻型钢管混凝土芯柱-再生砖组合墙试件,试件2为轻型钢管混凝土芯柱-粉煤灰砌块夹层-再生砖组合墙试件,试件3为轻型钢管混凝土芯柱-粉煤灰砌块夹层-端部再生砖约束型土坯组合墙试件,各试件墙体两端均内置了竖向构造钢筋。对比分析了各试件的破坏特征、承载力、延性和滞回性能,给出了轻钢芯柱-保温夹层砖砌体墙的承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。研究表明:轻型钢管混凝土芯柱-保温夹层砌体墙具有良好的抗震性能,可用于农村低层房屋砌体结构抗震设计。     

不同方向水平力下多腔钢管混凝土巨型柱抗震性能研究

提出了一种异形截面的多腔钢管混凝土巨型柱,研究了其在不同方向水平力作用下的抗震性能。进行了6个1/25缩尺的巨型柱模型在竖向荷载和不同方向水平反复荷载作用下的抗震性能试验研究,其中:2个试件的水平力沿截面长轴方向施加,2个试件的水平力沿截面短轴方向施加,2个试件的水平力沿与长轴及短轴呈45度方向施加,3种水平力加载方向的试件轴压比分别为0.5、0.25。基于试验结果,分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能和破坏特征。进行了数值模拟分析,计算结果与试验符合较好。研究表明,提出的异形截面多腔钢管混凝土巨型柱有良好的抗震性能,且其抗震性能与水平力作用方向相关。     

钢纤维增强十字形异形柱中节点的抗震性能试验

针对异形柱节点的薄弱特性,通过在节点处掺加钢纤维,对比了钢纤维增强的异形柱中节点和未掺加钢纤维的普通混凝土异形柱中节点的破坏特征、承载力、延性、滞回性能和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:钢纤维增强的异形柱节点试件承载力明显提高,节点核心区破坏程度明显较轻,加载后期,刚度保持效果有明显改善,说明钢纤维可以提高异形柱节点的抗震能力。     

采用非线性纤维梁单元法的钢管混凝土组合框架动力响应分析

钢管混凝土结构已经广泛应用于我国高层和超高层建筑中,为研究该类结构的抗震性能,分别采用分离模量法和统一模量法对某13层钢管混凝土框架结构进行抗震性能分析,研究不同地震波作用下组合框架的模态和多遇地震下的弹性动力时程,对比组合框架顶点位移反应、加速度反应、层间侧移及动力放大系数等。研究结果表明,分离模量法和统一模量法建模方法在分析钢管混凝土框架抗震动力特性上总体相差不大,但前者可以考虑材料弹塑性,从而对结构弹塑性进行分析,而后者在弹塑性阶段需要用全曲线表达式,尚需进一步的研究。     

规则钢筋混凝土异形柱框架结构的抗震性能研究

本文按现行规范及技术规程设计了设防烈度为8度的一个规则的钢筋混凝土异形柱框架,并进行了单向水平地震作用下的空间三维非线性地震反应分析,考查了异形柱框架结构在设防和罕遇地震水准下的整体抗震性能,对结构能否达到抗震设防目标进行了初步评价。结果表明,8度区按规范设计的结构在设防烈度及罕遇烈度地震作用下基本能够达到预期的抗震设防目标。     

预应力约束下装配式剪力墙结构减震性能研究

为了应对中国在新时期提出的“经济,适用,绿色,美观”的建筑政策,装配式结构逐渐成为近年来关注的焦点.对比传统现浇结构,装配式结构更符合节能、节材、环保等要求.因此,进一步研究装配式结构的抗震性能是非常重要的.考虑现有装配式剪力墙结构节点连接部位存在湿作业、施工难度大,常常出现强构件弱节点,抗震性能有待进一步深入研究等情况.为此我们提出一种新的结构形式———预应力约束下装配式剪力墙结构,该结构通过预应力筋连接结构的墙、板,使结构形成一个整体,减少施工现场湿作业,施工质量得以提高.当地震发生时结构通过改变自身的刚度,使其自震周期增大,达到减小地震应力的目的,同时很多提高延性因素的条件也无需考虑,避免钢材的浪费.通过对现浇剪力墙结构模型和预应力约束下装配式剪力墙结构模型进行时程分析,计算结果表明:与现浇剪力墙结构相比,预应力约束下装配式剪力墙结构可减小90%的地震作用,减震效果显著.     

小高层住宅结构方案--大开洞剪力墙与异型柱框剪结构对比分析

通过对某小区小高层住宅2种结构方案的综合讨论,分析了小高层住宅的合理结构型式,提出了设计建议可供工程设计参考。异型柱框架-剪力墙结构框架柱布置灵活、隐蔽性好,但其柱截面不规则、计算理论不成熟、抗震能力较差、构造措施不理想、而且建筑自振周期长,侧向位移大,难以用于较高的高层住宅和抗震烈度较高的地区;大开洞剪力墙结构受力明确、计算理论成熟,又有较为精确的计算程序,而且墙厚可以在规范允许的范围内减薄,从而进一步降低了工程造价。通过2种方案比较,认为大开洞剪力墙体系与异型柱框剪结构相比,配筋总量基本接近,但其侧移较小,具有较好的延性,可应用于小高层住宅和地震烈度较高地区并可取得显著经济效益。     

基于增量动力分析方法的砌体结构地震易损性分析

砌体结构是一种脆性结构,变形能力和承载力均较低,因取材方便、施工简单和造价低等优势在中国被广泛应用。为了评估砌体结构的抗震性能,本文基于增量动力分析（Incremental Dynamic Analysis,IDA）方法研究了多层砌体结构的地震易损性,分析了影响砌体结构地震易损性的主要因素以及群体多层砌体结构地震易损性。研究结果表明:在相同场地条件情况下,砌体结构的房屋层数、砌筑砂浆强度、设防烈度和墙体面积率对结构的地震易损性影响较明显;当结构层高在2.8~3.3 m之间时,层高对结构地震易损性的影响不大。抗震设防砌体结构抗震能力比不设防结构有明显提高,说明构造柱和圈梁等构造措施能显著提高砌体结构的抗倒塌能力,这与目前的基本认识相同,也证明了增量动力分析方法的有效性。     

钢桁架(ST)约束混凝土组合柱抗震性能研究

目前,组合柱在建筑结构中进行了广泛应用和研究,研究表明:截面形式对组合柱的抗震性能有很大影响。首先,对钢桁架(ST)约束混凝土组合柱进行了试验研究。并在此基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了数值分析模型;其次,基于数值分析模型,分析了组合柱中各部件的应力应变状态,分别考察了轴压比、缀板排列方式、体积配箍率、角钢肢宽与肢厚等因素对柱抗震性能的影响;最后,给出了组合柱在不同抗震等级下轴压比限值的建议值,可为后续组合柱的研究提供参考。研究表明:随着轴压比的增大,组合柱的延性变差,承载力先增大后减小;合理的缀板排列方式可有效抑制角钢的局部屈曲;随着体积配箍率的增大,组合柱的承载力有一定提升,延性提高较为显著;随着角钢肢宽和肢厚的增加,组合柱的承载力和延性均有显著提升。     

基于时变地震损伤模型的多龄期钢框架结构易损性分析

基于时变地震损伤模型提出酸性大气环境作用下多龄期钢框架结构概率地震易损性分析的方法及步骤;考虑服役龄期对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立时变概率地震需求模型、时变概率抗震能力模型及时变易损性模型;在概率地震需求分析及概率抗震能力分析的基础上,得到多龄期(20年、30年、40年、50年)钢框架结构的易损性模型及易损性曲线。     

随机振动下大跨度钢管混凝土柱结构抗震性能测试方法

由地震等自然灾害引发的等级多变强随机振动会对大跨度钢管混凝土柱结构产生较大的破坏,造成相关建筑全结构寿命周期性衰减。提出一种随机振动下大跨度钢管混凝土柱结构的抗震性测试方法,在等级多变强随机振动的情况下,设计测试模型,利用信号的协方差矩阵将振动信号与噪声进行分离,通过计算振动信号的强度、后验密度及权值系数等对振动信号进行预处理,获取单一寿命衰减参数;在此基础上引入粒子群算法,求解大跨度钢管混凝土柱结构寿命衰减抑制周期,判断其抗震性。实验结果表明,按照大跨度钢管混凝土柱结构寿命衰减抑制周期的判断方法,可实现对相关建筑结构在等级多变强随机振动下的抗震性测试。     

大跨度空间钢结构支吊架的施工抗震技术研究

为保证大跨度空间钢结构支吊架抗震施工技术在城市建设与规划过程中发挥积极效用,需对其进行研究。提出一种基于BIM技术的大跨度空间钢结构支吊架的抗震施工方法,该方法介绍大跨度空间钢结构支吊架的组成及其抗震施工布置要求、施工依据和施工工序,并阐述BIM技术在钢结构支吊架结构抗震施工中的具体应用,包括施工流程和施工原则。通过模拟工程实例分析证明,采用BIM技术进行抗震施工后的大跨度空间钢结构支吊架试件的承载力和抗侧刚度均有明显提升,在地震发生初期承担了建筑结构的大部分地震内力,具有较好的抗震性能。