摘要：为了改善部分包覆组合(PEC)柱的平腹板易变形、钢骨与混凝土易分离的问题,提出了一种波形腹板部分包覆组合柱。针对此类柱构件,考虑不同波形板布置方向、偏心距和翼缘厚度,设计12根波形腹板PEC柱和2根平腹板PEC柱,并进行偏心加载试验。研究结果表明:与平腹板PEC柱相比,垂直波形腹板PEC柱在大偏心荷载与小偏心荷载作用下承载力分别提高了11%、4%,水平波形腹板PEC柱在小偏心荷载作用下延性提高了3%;翼缘厚度是决定波形腹板PEC柱承载力的关键因素,适当增大翼缘厚度可以提高柱的承载力。通过挠度和应变分析得出,波形腹板PEC柱具有比平腹板PEC柱更好的变形性能,垂直波形腹板对混凝土具有较强的约束能力。利用ABAQUS软件对试验进行了有限元模拟,所得翼缘的屈曲变形、钢-混凝土的分离与试验结果吻合较好。采用极限平衡法推导了波形腹板PEC柱在偏心受压下的承载力计算公式,理论值与试验值吻合较好,验证了该公式的正确性。

摘要：钢管混凝土柱的耐火性能研究已有相当的基础,但是方钢管混凝土组合异形(SCFRT)柱的防火研究尚属空白.对于SCFRT柱结构,目前不具备既经济又安全的防火涂料合理设计方法,本文采用蒸压轻质加气混凝土(ALC)板进行保护,并对其进行耐火性能试验研究.试验结果表明,采用ALC防火板保护的组合异形柱可满足防火规范中对于一级耐火等级柱构件的耐火极限要求;防火板温度大大滞后于炉膛温度的升高,体现出了ALC板良好的防火性能;异形柱的钢管柱虽截面较小,但其内填混凝土仍具有一定的吸热作用;该防火板外包下,异形柱各单肢柱间形成空腔,空腔对内部柱子有一定隔热保护作用;试验中异形柱和连接板件等结构构件温度均低于角钢连接构件,且一直处于较低温度状态下,结构整体体现出良好的耐火性能.该试验温度测点布置细致,得到异形柱在同一横截面的近似温度分布,为进一步的有限元分析奠定了基础.

摘要：沧州福康家园6#楼结构高度为53.2m,采用矩形钢管混凝土组合柱框架-支撑结构体系。为保证结构设计分析的准确性,分别选用MIDAS/Gen,YJK,ETABS三种软件进行计算,对风荷载和多遇地震作用下的主要分析结果进行对比。计算结果表明,三种软件的计算结果基本一致,结构的周期比、层间位移角、楼层剪力与侧向刚度等均满足规范要求。选用三条地震波对结构进行弹性动力时程分析补充计算得出的基底剪力包络值小于采用振型分解反应谱法的计算结果,设计取二者包络值。对结构设计中遇到的关键问题和重要节点设计进行了探讨。

摘要：方钢管混凝土组合异形(special-shaped concrete filled square steel tube,SCFST)柱建筑效果好,形式、布置灵活,塑性和韧性好,抗震性能佳,是住宅钢结构的一个热点发展方向。如何使用现有结构设计软件,科学有效地建立SCFST柱是该体系推广应用的一个重要课题。采用MIDAS、YJK和PKPM3种软件对实建截面法、自建截面法和等效截面法进行了对比分析。各模型对多个指标的分析结果一致,证明了这3种不同的方法在计算结构整体宏观指标过程中的正确性和可行性。同时,采用上述3种方法模拟SCFST柱在单向压弯与双向压弯模型,以及双层单跨SCFST柱框架-支撑结构模型。用实建截面法建模计算得到的应力发展与分布规律和变形规律与已有试验结果基本一致。

摘要：矩形钢管混凝土组合异形柱框架-支撑结构体系对风荷载比较敏感,不宜用于80m以上的高层建筑中。沧州福康家园项目25,26层钢结构住宅高度约为80m,采用矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙体系,其中4号楼结构高度达76.4m,该结构为目前采用异形柱技术的最高建筑。以4号楼为例,通过有限元软件对其进行设计计算,结果表明各项指标均满足各规范要求。通过静力弹塑性分析可知,矩形钢管混凝土组合异形柱框架-剪力墙体系在罕遇地震作用下的破坏机制合理,具有较好的抗震性能,满足相应规范要求。由此可知,新体系具有良好的建筑效果,抗震性能良好,在高层住宅领域应用前景广阔。

摘要：矩形钢管混凝土组合异形柱框架-支撑体系延性较好,具有较大的抗侧刚度,可应用于高层建筑。沧州福康家园项目是全国第一个应用异形柱技术的高层钢结构住宅小区,其中18层住宅全部采用矩形钢管混凝土组合异形柱框架-支撑体系,最大建筑高度达53.2 m,异形柱技术应用到此高度尚属首次,该结构在罕遇地震下的抗震性能值得关注和研究。采用有限元分析软件对该结构进行静力弹塑性分析,结果表明该结构具有良好的延性,在较大位移变形下可以保持一定的承载能力。在合理设计下,该结构体系破坏机制合理,可以实现支撑先发生屈服、梁后发生屈服、柱子基本不屈服的合理破坏机制,可应用于高达50 m左右的高层钢结构住宅。该体系抗震性能好,土地利用率高、建筑效果好、应用前景广阔。