腹板开孔型节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

采用ABAQUS有限元分析软件对普通节点和腹板开孔型节点两种不同的节点形式建立三维的空间钢框架模型,进行有限元的模拟。对比分析了两种钢框架模型的破坏形式、承载力、滞回性能、耗能能力、强度及刚度退化性能。研究表明,腹板开孔型节点可使梁端塑性铰外移至梁端腹板开孔处,避免梁端焊缝处应力集中导致发生脆性破坏,增加了结构延性,但同时会降低结构承载能力;腹板开孔型节点等效粘滞阻尼系数与普通钢框架相比有明显的提高,进入屈服阶段后由于应力重分布,其刚度及承载力退化速度较普通节点钢框架较慢,腹板开孔型节点钢框架具有梁铰延性破坏机制,抗震性能较好。研究内容可为腹板开孔型节点在空间钢框架的应用和理论分析提供参考。     

弹性阶段波形钢腹板简支曲线组合梁弯扭变形的解析解

为了研究波形钢腹板简支曲线组合梁在弯扭复合作用下的挠度及扭转角效应,根据波形钢腹板自身的结构特点,考虑曲梁曲率、箱梁剪力滞效应、剪切变形和扭转变形,利用最小势能原理和变分法推导了弯扭效应微分方程,并采用伽辽金法进行求解,得到了竖向均布荷载下波形钢腹板简支曲线组合梁的挠度、扭转角的解析解,将计算结果与有限元模型计算结果进行了对比,结果吻合良好。     

预应力混凝土脊骨梁剪力滞效应研究

脊骨梁的悬臂特别长,作为梁的一部分,翼板将参与梁的纵向弯曲,其横向剪力滞效应非常显著;同时悬臂板将板上的荷载横向传递给脊梁时产生横向弯曲,即还存在纵向剪力滞效应问题,为了明确脊骨梁整体和局部力学行为特征,以及翼板在横向弯曲时的纵向有效分布宽度,通过组合有限元方法,建立脊骨梁的三维实体单元模型,考虑预应力和各种加载方式,分析预应力混凝土脊骨梁纵向、横向剪力滞效应,为混凝土脊骨梁的设计提供参考。     

基于双折线恢复力模型的钢框架内填钢板深梁滞回耗能分析

钢板深梁作为一种新型的耗能构件，可以实现钢框架内填钢板深梁结构刚度宽范围渐变调幅。通过对钢板深梁跨高比分别为2 和 0.75的钢框架内填钢板深梁结构进行低周反复荷载实验，得到了该结构滞回曲线和骨架曲线。采用“通用屈服弯矩法”简化的双折线恢复力曲线对钢框架内填钢板深梁结构进行动力时程分析来得到结构的能量时程曲线。研究结果表明:钢框架内填钢板深梁结构抗震性能良好，双折线恢复力曲线用于结构动力时程分析，为研究结构损伤设计和能量设计提供基础。     

自密实混凝土桥墩抗震性能试验研究

通过两阶段的试验研究了自密实混凝土桥墩的抗震性能。第一阶段试验为10组混凝土与钢筋的拉拔试验,分析了各个试件的破坏形式并将自密实混凝土与钢筋之间的粘结锚固性能与同等强度普通混凝土进行了对比。第二阶段试验为自密实混凝土桥墩抗震性能拟静力试验,研究了桥墩试件的破坏模式和滞回环,以及漂移比、位移延性、等效粘滞阻尼比、等效刚度和残余变形等5项抗震性能指标。试验结果表明:与普通混凝土试件相比,钢筋与自密实混凝土试件间的粘结性能偏弱,但随着锚固长度的增加,两者的差异逐渐减小;2个拟静力试验桥墩试件破坏形式均表现为弯曲破坏,与自密实混凝土桥墩试件相比,普通混凝土桥墩试件在整个试验过程中具有相对饱满的滞回环和较缓的强度退化;自密实混凝土桥墩试件表现出相对较弱的延性能力和耗能能力。     

钢筋粘结滑移对钢筋混凝土墩柱抗震性能影响

为了研究钢筋粘结滑移对钢筋混凝土墩柱在地震荷载下的弹塑性滞回性能的影响,采用有限元OpenSEES对试验墩柱进行了有限元数值模拟,同时参数分析了在改变墩柱延性、钢筋屈服强度、混凝土的约束以及加载历程对粘结滑移曲率的影响。分析结果表明：考虑钢筋粘结滑移的模型能较好地反映滞回曲线的“捏拢”效应以及墩柱强度与刚度的退化作用,与实际结果模拟较好,可供钢筋混凝土墩柱数值模拟和地震反应分析参考。     

钢纤维混凝土基本性能试验研究

通过对30个立方体试块抗压强度试验,分析了钢纤维对普通混凝土的增强作用;通过对30个小梁试件三分点加载抗折试验,研究了体积率对钢纤维混凝土(SFRC)荷载-挠度关系及荷载-极限应变关系的影响.在脆性基体中掺入钢纤维,有效地提高了复合材料承受荷载时阻止裂缝引发与扩展的能力,达到对混凝土的增强效果,尤其是对于抗折强度的增强作用,使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为塑性破坏.     

改进的组合式L形钢管混凝土短柱轴压承载力研究

为了研究改进的组合式L形钢管混凝土短柱轴压承载力,在试验研究的基础上采用有限元软件ABAQUS建立了20个改进的组合式L形钢管混凝土短柱、18个改进的组合式L形空钢管短柱和20个L形纯混凝土短柱有限元模型,并对其轴压承载力进行计算和分析,主要考虑了钢管厚度、混凝土强度、支撑钢板数量、矩形钢管长宽比和U形钢长宽比等参数的影响。研究结果表明,设置支撑钢板后试件的破坏形态发生了变化(包括局部鼓曲位置及大小);增加钢管厚度和支撑钢板数量对延缓钢管发生过早局部屈曲的作用和提高钢管对核心混凝土的约束作用更明显,设置支撑钢板后钢管和核心混凝土的应力分布更加均匀,其应力均值分别为331. 7 MPa和39. 69 MPa;钢管混凝土总承载力明显高于空钢管和纯混凝土单独承载时的承载力之和,其提高幅度β3最大可达28. 98%;增加钢管厚度和支撑钢板数量能够充分发挥钢管和核心混凝土两种材料的承载性能,同时需进一步控制混凝土强度、矩形钢管长宽比和U形钢长宽比;文献[10]中所提轴压承载力计算公式的适用范围有所扩大,其适用的约束效应系数ξ范围变为0. 74～5. 77。