抗拔钢筋对提高混凝土承台-钢柱脚锚固承载力的研究

在试验研究基础上,采用ANSYS有限元分析程序,对不同抗拔钢筋配筋率的混凝土承台-钢柱脚在单向加载下的性能进行了弹塑性计算分析。结果表明,随着抗拔钢筋配筋率提高,其抗拔承载力、后期刚度、耗能能力均比未配抗拔钢筋的混凝土承台-钢柱脚逐步提高,但其提高的比例逐渐趋慢。用承载力桁架模型对各混凝土承台-钢柱脚承载力进行了计算,结果与有限元计算结果符合较好。     

新型钢柱脚抗震性能分析

为研究在普通露出型钢柱脚上安装楔块装置的新型钢柱脚的抗震性能,采用通用有限元软件ANSYS建立了该柱脚两种常用形式下的三维实体模型,在低周反复加载作用下对其进行了抗震性能分析。根据有限元分析所得该柱脚的M-θ滞回曲线,及M-θ骨架曲线,对新型柱脚耗能能力和延性性质做了相关研究。同时,对比分析了不同轴压和不同形式柱脚的力学性能。结果表明:新型钢柱脚的恢复力特性为非滑移型,其M-θ滞回曲线饱满,并有较好耗能和延性性能,显示出良好的抗震性能。研究结果对新型柱脚的设计和应用提供了相关参考。     

国家体育场柱脚锚固性能试验研究

大跨结构柱脚锚固性能是抗震设计的关键之一。国家体育场柱脚为钢柱脚,该钢柱脚锚固于钢筋混凝土承台中,其受力复杂,以往国内外类似的试验很少。笔者共进行了4个钢筋混凝土承台-钢柱脚试件锚固性能的试验研究,本文介绍其中2个几何尺寸较大的钢筋混凝土承台-钢柱脚试件锚固性能的试验研究概况,1个试件为混凝土承台中配置抗拔钢筋的试件,1个为混凝土承台中未配置抗拔钢筋的试件。通过单向重复加载下的钢柱脚锚固性能试验,对试件的锚固承载力、延性、合理配筋型式等进行了研究。试验结果表明,混凝土承台中配置抗拔钢筋的试件与未配置抗拔钢筋的试件相比其锚固承载力和延性显著提高。在试验基础上,建立了柱脚锚固承载力计算的桁架模型,计算结果与实测结果符合较好。     

钢管混凝土结构的弹塑性时程分析

利用杆系模型理论，对高层钢管混凝土结构简化模型进行非线性弹塑性时程分析，计算结果表明，本文计算模型合理，在8度罕遇地震作用下，该结构没有产生不可逆性破坏，说明该结构具有良好的抗震性能。     

钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构静力弹塑性分析

以钢管混凝土柱框架—混凝土核心筒结构为背景,将钢管混凝土柱、钢框架梁、核心筒之间的刚性连接改为螺栓铰接,形成钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构.运用有限元软件Canny建立数字模型,对新型结构进行3种不同侧向加载模式的pushover分析,根据能力谱法求出7度大震作用下的性能点,并与动力时程分析结果对比,得出倒三角形加...     

预应力混凝土拱式转换层结构静力弹塑性分析

为了研究新型转换层结构——预应力混凝土拱式转换层结构的薄弱部位、抗震性能及其破坏机制,对一榀预应力混凝土拱式转换层结构模型进行了静力弹塑性分析。研究结果表明:拱式转换层本身在水平荷载作用下整体性能很好,不易发生层间变形;转换层结构的底层柱以及与转换层相邻上层柱的底端是结构的薄弱环节,容易产生塑性铰,需重点加强。     

地震作用下承台刚体假定的适用性分析

承台是桥梁结构中连接桥梁墩柱与桩基的主要受力与传力构件,一般分析时均假定为刚体。为了研究地震作用下承台的受力性能,首先阐述了在静力条件下承台刚体假定所需满足的条件;通过改变承台的厚度,即承台的自身刚度,建立实体有限元模型与简化刚体假定有限元模型,通过两者之间的比较,分析在静力条件下得出的承台刚体假定条件在地震作用下是否仍具有一定的适用性。结果表明,通过静力方法得出的承台刚体假定的条件在地震作用下具有一定的适用性,但是仍存在一定修正的空间。     

城市高架桥分块预制承台的抗震性能分析

目前大部分的城市高架桥梁承台仍然采用现浇结构,其施工工序较多,工期长.为了提高桥梁快速化施工水平,针对上海市济阳路(卢浦大桥-闵行区界)快速化改建工程项目,提出了一种分块预制承台结构形式,并采用FLAC3D软件模拟了地震作用下预制承台结构的力学特性.通过数值模拟分析了承台相对刚度、桩基直径、承台配筋率等因素对预制承台结...     

高强混凝土剪力墙非线性有限元分析

为适应高强材料在土木工程结构中的应用发展需要,本文研究高强混凝土剪力墙在不同参数影响下的受力状态、应力分布以及承载力的变化规律,为高强混凝土剪力墙设计提出合理建议.利用有限元分析软件对高强混凝土剪力墙进行模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比.在确定数值分析结果的正确性后,进行不同轴压比、剪跨比及不同配筋条件下该类构件数值模拟分析,以研究各参数对高强混凝土剪力墙延性的影响.明确各参数对高强混凝土剪力墙受力性能的影响效果,得出高强混凝土剪力墙承载力随各参数变化的规律.     

典型砖木结构农居地震弹塑性有限元分析

针对我国农居结构中比例最高的砖木结构,选取典型结构运用ABAQUS有限元软件进行模态和地震时程弹塑性分析。给出M0.5和M5两种砌筑强度砖木结构农居的前三阶特征周期和振型,并与经验周期公式值进行对比分析,提出后者存在的问题和修改建议。选取天津波作为地震动时程输入,分别计算不同峰值加速度下两种砖木结构农居弹塑性地震反应,给出相应的拉损伤云图,并对结构的破坏特征进行分析,给出结构抗震薄弱部位。结果表明,砌筑强度是决定结构抗震能力的关键因素之一。     

Hysteretic behavior and strength capacity of shallowly embedded steel column bases with SFRCC slab

A series of shallowly embedded steel column bases consisting of an exposed column base and a floor slab is tested under horizontal cyclic loading to very large deformation. The effects of floor slabs on strength and ductility are examined using concrete and Steel fiber‐reinforced cementitous composites (SFRCC) for the floor slab. The elastic stiffness, maximum strength, and dissipated energy of the column bases when they include SFRCC increase by 40, 70, and 70% over those of corresponding column bases with concrete floor slab. Better bonding behavior is notable for SFRCC, and the maximum strength and dissipated energy further increase by 15–30% and 70–90%, respectively, owing to the careful arrangement of reinforcing bars. Numerical models are developed to enhance the understanding the behavior of shallowly embedded column bases. Procedures for estimating the elastic stiffness and maximum strength of shallowly embedded column bases with conventional concrete are calibrated for their applicability to those with SFRCC slab. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究

型钢混凝土剪力墙(亦称为SRC剪力墙)是一种新型的剪力墙,其抗弯承载力、抗剪承载力及延性均好于普通剪力墙。本文简要总结了近年来国内外关于型钢混凝土剪力墙抗震研究的成果。在此基础上,进行了较高轴压比下内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能试验研究。试验研究表明,内藏钢桁架的存在明显改善了高轴压比下型钢混凝土高剪力墙的抗震性能。     

不同埋深的钢管混凝土柱脚-基础锚固试验研究

大连国际会议中心结构的竖向承载和水平抗侧力体系主要由数个钢管混凝土叠合柱边框组合核心筒构成,保障核心筒钢管混凝土边框柱与混凝土基础的可靠锚固性能是其抗震设计的关键技术之一。以该工程核心筒边框柱-混凝土基础为原型,设计了2个不同柱脚埋深的1/5缩尺的钢管混凝土柱脚-钢筋混凝土基础组合试件,并对其进行了锚固工作性能试验。试验采用单向重复荷载,重点研究了柱脚埋深对组合试件的锚固承载力和延性性能的影响。试验结果表明:增大柱脚埋深能有效提高其锚固承载力和延性性能;2个试件原型的构造做法均可满足设计要求,其锚固是可靠的。     

钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙振动台试验研究

进行了4个钢管混凝土叠合边框剪力墙模型的模拟地震振动台试验,包括:1个高宽比为1.6的钢管混凝土叠合边框剪力墙,1个高宽比为1.6的钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙,1个高宽比为3.0的为钢管混凝土叠合边框剪力墙,1个高宽比为3.0的钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙。试验中输入Taft地震波,测试了各试件在不同峰值加速度下的时程地震反应及其动力特性,分析了剪力墙损伤过程及破坏特征。研究表明,钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架剪力墙比普通钢管混凝土叠合柱边框剪力墙承载力高、刚度退化慢、延性好、抗震耗能能力强。     

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。     

反复荷载作用下型钢混凝土L形柱的受力性能

为了揭示型钢混凝土L形柱在地震作用下的受力性能,设计8个试件进行低周反复加载试验.试验分两批,第一批4个试件采用"建研式"加载,另外4个采用"悬臂柱式"加载.试验中考虑截面配钢形式、荷载加载方向、轴压比和剪跨比4个参数的影响.由试验获得了型钢混凝土L形柱的主要破坏形态和滞回曲线,分析了各参数对构件的破坏特点及滞回性能的影响,并对不同加载方式的试验结果进行了理论诠释.结果表明:型钢混凝土L形柱的破坏形态主要为剪切斜压破坏、剪弯破坏和弯曲破坏,破坏形态与剪跨比有关;构件具有良好的延性,极限侧移角大,耗能能力强,抗震性能好;L形柱截面不对称,采用"悬臂柱式"加载时,滞回曲线不对称,而"建研式"加载时,由于受到加载装置上下端头的约束,试件的滞回曲线对称.在框架结构中型钢混凝土L形柱受到刚性楼盖的约束,在水平荷载作用下滞回曲线是对称的.研究结果可供工程设计参考.     

Effects of riverbed scour on seismic performance of high-rise pile cap foundation

To explore the seismic performance of a high-rise pile cap foundation with riverbed scour, a finite element model for foundations is introduced in the OpenSees finite element framework. In the model, a fiber element is used to simulate the pile shaft, a nonlinear p-y element is used to simulate the soil-pile interaction, and the p-factor method is used to reflect the group effects. A global and local scour model is proposed, in which two parameters, the scour depth of the same row of piles and the difference in the scour depth of the upstream pile and the downstream pile, are included to study the influence of scour on the foundation. Several elasto-plastic static pushover analyses are performed on this finite element model. The analysis results indicate that the seismic capacity (or supply) of the foundation is in the worst condition when the predicted deepest global scout depth is reached, and the capacity becomes larger when the local scour depth is below the predicted deepest global scout depth. Therefore, to evaluate the seismic capacity of a foundation, only the predicted deepest global scout depth should be considered. The method used in this paper can be also applied to foundations with other soil types.