摘要：为研究 PEC 柱(partially encased concrete composite column)-型钢梁框架中节点破坏特征及抗震性能,完成了 3 个 PEC 柱-型钢梁中节点及 1 个钢框架梁柱中节点对比试件的低周往复加载试验。分析了试件中节点的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能、强度退化、刚度退化、节点域力学机理,研究了轴压比及梁截面变化对该类中节点抗震性能的影响。研究结果表明:PEC 柱-型钢梁中节点滞回曲线呈纺锤形,具有钢框架节点的力学特性;型钢柱内部填充混凝土后试件初始刚度、承载力分别提升约 40%、31.1%,且试件仍具有较好的延性性能及耗能能力;当轴压比试验值为 0.25~0.35 时,随着轴压比增加,试件承载力显著增加,延性性能有所下降,耗能能力则有所提升;试件均为梁弯曲破坏,损伤程度无明显变化。改变柱一侧梁的截面尺寸后,试件的承载能力、延性性能有一定提升,耗能能力、强度及刚度退化规律无明显影响,但 PEC 柱-变截面型钢梁中节点发生节点核心区剪切破坏,主要原因为改变柱一侧梁截面高度后,造成节点域输入剪力增大所致。按常规节点设计的变截面梁中节点不能满足“强节点弱构件”的抗震设计要求,在进行工程设计时应予以重视。

摘要：为了解决新型双肢冷弯C型钢蒙古包结构在冰雪等竖向荷载工况下可能出现的失稳问题,对带陶脑的双肢冷弯C型钢门式刚架平面内的稳定性展开研究,通过改变斜梁坡度、刚架高跨比、陶脑直径3种参数下的刚架试验与数值模拟,对该类门式刚架的破坏形态和承载力等方面进行了分析和探讨.研究结果表明:斜梁坡度和陶脑直径的增加会使刚架承载力增加,刚架高跨比的增加会使刚架承载力降低;综合考虑斜梁坡度对刚架稳定承载力和柱顶侧移的影响,建议刚架的斜梁坡度设计为20°以内,此时《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》对柱计算长度系数的计算偏于安全,满足工程设计要求.

摘要：由于民用建筑外观及工业建筑生产工艺要求,部分包覆钢-混凝土结构因错位、变梁变柱等会形成异型内节点.为研究该类异型内节点的抗剪性能,以柱两侧梁错位高度、单侧梁截面高度增大等为变量参数,按1∶2缩尺比例设计制作了1个常规内节点和3个异型内节点模型试件,并完成低周往复荷载试验,分析了内节点的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能等指标.试验研究结果表明:各试件滞回曲线均呈现对称饱满的梭形;等效黏滞阻尼系数在0.598~0.618,位移延性系数在3.28~4.96,表现出良好的耗能性能及变形性能;因错位、变梁形成的异型内节点与常规内节点相比,承载力分别提升约6.1%、14.0%、15.0%;位移延性系数提升了约-26.6%、11.0%、-14.1%,延性性能规律不明显,耗能能力、强度和刚度退化变化不大;对于左右梁截面尺寸相同且完全错开(即错位高度大于梁高)的Ⅰ类异型内节点,可按T形边节点进行设计;基于节点域传力机理,建立了Ⅱ类异型内节点抗剪计算模型,并提出了抗剪承载力计算公式,试验结果与理论计算结果吻合较好.

摘要：冷弯C形钢在轻钢结构中应用广泛,采用垫板加高强螺栓的连接方式,拼合形成双轴对称截面,构建了一种组合截面门式刚架结构。对5榀平面刚架试件进行拟静力试验,分析其破坏特征、耗能能力、抗侧承载力等力学性能,探究柱腹板高度及刚架跨度对此类刚架结构抗震性能的影响。研究发现:该类门式刚架结构抗震性能良好,具有较好的耗能能力,抗侧力能力满足规范要求;节点传力可靠,可实现"强节点弱构件"和"强柱弱梁"的抗震设计要求;设计时可根据荷载情况增加柱腹板高度,但对刚架跨度一定要综合考虑梁柱线刚度比的大小,避免出现斜梁约束不足无法有效传力的情况。

摘要：实际震害中孤立型地震发生概率较低,主震发生后大部分伴随多次余震。考虑框架屈服顺序依次为梁翼缘、柱、节点角钢,设计制作3榀半刚性节点PEC柱-型钢梁框架,完成首次低周往复荷载试验,研究其抗震性能。对满足“强节点、弱构件”的KJ-3框架拆除钢梁后的两根PEC柱进行第2次低周往复荷载试验,展开PEC柱在重复地震作用下的抗震性能对比分析。试验结果表明:梁柱节点增设腹板连接角钢时,梁截面充分参与传力,可改善结构整体工作性能。PEC柱在经历重复地震作用时,承载能力有一定程度降低,但强度退化稳定,耗能性能良好,破坏层间位移角均大于“大震不倒”弹塑性层间位移角限值1/50的要求。研究成果可为梁柱半刚性节点性能优化及PEC组合柱的应用提供试验依据。

摘要：为解决传统矩形截面柱柱楞突出墙面及柱梁在弱轴方向连接的复杂问题,以试验轴压比为参数,完成了3个十字形和3个T形截面的部分包覆钢-混凝土组合柱拟静力试验,分析其破坏形态和抗震性能指标。建立ABAQUS数值分析模型,并以加载角度、轴压比为参数开展轴压比限值分析。研究结果表明:两类异形截面柱最终均呈现压弯破坏,滞回曲线饱满,承载力稳定,延性和耗能性能良好;十字形和T形截面柱最不利加载角度均为45°。提出了部分包覆钢-混凝土组合柱的试验轴压比与设计轴压比换算关系,以位移延性系数为衡量标准,在抗震等级为一、二、三级时,建议十字形截面柱的设计轴压比限值分别取0.6、0.7、0.8,T形截面柱分别取0.35、0.45、0.55。

摘要：一字形RC短肢剪力墙因延性及平面外稳定性差而在高层建筑应用中受到限制,为此,设计并制作了2片剪跨比为2的部分包覆钢-混凝土组合暗柱RC短肢剪力墙,进行了拟静力试验,研究了轴压比对剪力墙抗震性能的影响。结果表明:剪力墙表现为剪切黏结破坏,滞回曲线呈反S形,具备较好的延性及耗能性能。基于试验结果,对震后2片剪力墙采用增设栓钉的方式进行了修复处理并完成了拟静力试验。结果表明:修复剪力墙呈剪切斜压破坏,滞回曲线呈较为饱满的梭形,整体工作性能得到明显改善,承载力基本能恢复至震损前水平,但延性及耗能能力略有下降;随轴压比增大,对原剪力墙与修复剪力墙的承载力影响不大,延性下降,耗能能力略有提升。根据试验结果,提出一字形部分包覆钢-混凝土组合暗柱RC短肢剪力墙受剪承载力计算式,计算值与试验值之比为0.973,两者吻合较好。

摘要：基于现阶段关于PEC柱抗震性能方面研究的不足。以轴压比、钢材等级及加载方式为参数,设计制作了8个PEC柱1∶3缩尺模型并完成了低周往复加载试验。分析了试件的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能、强度退化、刚度退化等力学性能,研究结果表明:试件破坏形态为压弯破坏,滞回曲线基本呈对称的饱满梭形,具有良好的塑性变形及耗能能力。试件承载力随轴压比增加而增加,但同时也会造成延性性能变差。试件在等幅阶段多次循环及加大级差加载后的强度、刚度退化均相对稳定,承载力、耗能变化不大。单纯提高钢构件的强度并不能有效提高PEC柱的承载力,应注重钢材与混凝土的强度等级之间的匹配性,Q345钢不宜与强度等级低于C35的混凝土组合使用,为PEC柱构件在工程上的应用提供了参考。

摘要：基于草原地区冷弯型钢蒙古包研究的基础,以其一榀平面刚架为研究对象。对5榀刚架进行稳定性试验及有限元模拟研究,分析其破坏模态、承载力、柱顶侧移、屈服机制等,探究斜梁坡度及高跨比对刚架稳定性的影响。结果表明:刚架破坏主要是以梁上、下端C型钢局部屈曲导致整体平面内失稳;增大斜梁坡度和减小高跨比均能提高刚架承载力,提高刚架整体稳定性;刚架柱顶侧移随着斜梁坡度增加而增大,高跨比对柱顶侧移影响较小;刚架斜梁坡度和高跨比的增大均会使刚架柱顶部屈曲破坏提前,改变刚架整体破坏模态;设计时应综合考虑斜梁坡度对柱顶侧移和承载力的影响,合理增加刚架柱刚度,可防止柱顶侧移过大导致刚架失稳。最后采用有限元与试验进行对比并相互验证,为此类结构深入研究提供参考。

摘要：为了获得H型钢部分包裹混凝土组合柱(PEC组合柱)-型钢梁框架半刚性节点各组成部件合理的耗能组合,以端板厚度、柱翼缘宽厚比及是否设置背垫板为变量参数,设计制作了6个PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点试件,并完成了低周往复荷载试验和试件相关参数有限元拓展分析。除未设置背垫板试件外,其他试件滞回曲线均呈现饱满的梭形,试件最终破坏特征表现为梁端翼缘严重屈曲而形成明显的塑性铰区,表现出良好的抗震性能。设置背垫板后,试件滞回曲线趋于饱满,表明合理的设置背垫板可明显提升节点转动刚度,约束效应突出。建议该类框架半刚性节点在未设置背垫板,柱翼缘宽厚比为8时,端板厚度宜取10~24mm;设置背垫板时,柱翼缘宽厚比为16时,当背垫板、端板厚度分别取12、24mm,此时既能实现“强柱弱梁”的抗震设计目标,同时组合件半刚性节点性能可得到充分发挥,耗能能力良好。