摘要：为解决传统螺栓连接钢管混凝土柱-钢梁节点构造复杂、承载力和刚度偏低的问题,设计了三个采用穿心螺栓的钢管混凝土柱-钢梁平齐式端板连接节点,并对其进行了中柱失效下的抗倒塌性能试验研究,分析了节点中抗弯机制和悬索机制的形成与发展,对节点的抗倒塌转动能力进行了评价以及等效动力分析,主要结论如下:采用穿心螺栓和平齐式端板的钢管混凝土柱-钢梁节点具有较好的抗倒塌能力,端板厚度和螺栓直径的匹配程度会影响抗弯机制和悬索机制的过渡。提出一种新的节点抗倒塌转动能力需求计算公式,可以较好体现节点细部构造对其转动性能的影响。DoD规范中给出的动力放大系数计算公式在抗弯机制下可以有效地体现节点的动力效应,但无法考虑悬索机制的影响。

摘要：防屈曲钢板剪力墙通常采用混凝土盖板作为防屈曲构件,单块混凝土板存在质量大、运输与安装困难的问题,可通过对盖板分块进行解决。为此,针对设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙抗震性能展开研究,设计并制作2片缩尺比为1∶3的分块盖板约束的防屈曲钢板剪力墙试件,研究其在水平往复荷载作用下的滞回性能,分析盖板横向分块和十字分块对防屈曲剪力墙承载力、延性和耗能能力等滞回性能的影响;采用有限元软件ABAQUS建立设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙模型,通过与试验结果对比验证模型的可靠性,并通过参数分析研究盖板分块形式(横向分块、竖向分块和十字分块)和分隔缝宽度(60~720 mm)对防屈曲剪力墙力学性能的影响。研究结果表明:设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙具有良好的滞回性能;相比传统非加劲钢板剪力墙,设置分块盖板可以显著提高结构的承载力和耗能能力;相比盖板不分块的防屈曲钢板剪力墙,设置分块盖板的剪力墙承载力和耗能能力略有降低,但墙体的延性得到提高。当盖板分块形成的非约束区域钢板高厚比大于20时,剪力墙的承载力出现明显下降,钢板塑性应变向非约束区集中,可能导致非约束区先于约束区发生破坏。因此,建议非约束区高厚比取值不大于20。

摘要：设计了3个采用穿心螺栓的钢管混凝土柱-钢梁外伸端板连接节点,详细分析了连续倒塌工况下的节点的承载机制和破坏模式,进行了节点抗倒塌转动能力评价和等效动力分析,主要结论如下:在连续倒塌工况下,采用穿心螺栓的钢管混凝土柱-钢梁外伸端板节点具有较好的受力性能.对于外伸式端板连接,端板厚度和螺栓直径的匹配程度会影响节点中悬索机制的形成与发展,当端板相对于螺栓较弱时,有利于增大连接处的变形和悬索机制的发展,同时应保证外伸端板连接节点的抗弯承载力不能明显低于钢梁的抗弯承载力.提出了适用于外伸端板连接节点的考虑螺栓组高度、端板厚度和螺栓直径影响的抗倒塌转动能力需求计算公式.DoD规范的动力放大系数计算公式仅考虑了节点抗弯机制的影响,当悬索机制参与承载后,节点的实际响应会逐渐大于公式结果.

摘要：对钢管和混凝土同时受力和核心混凝土受力的构件进行了试验研究,考虑了钢管和混凝土之间的粘结力对构件力学性能的影响。同时采用有限元法对钢管和混凝土同时受力、核心混凝土受力和钢管存在初应力的构件进行了理论分析。理论分析结果和该文的试验结果进行了对比,验证了理论分析的正确性。在此基础上对比分析了3种加载模式下构件受力性能的异同,分析了钢材屈服强度、混凝土强度、含钢率等参数对构件力学性能的影响。研究表明:当含钢率较低时,钢管与核心混凝土同时受力构件的刚度和承载力要明显高于核心混凝土受力时构件的刚度和承载力;在3种不同加载模式下,试件的承载力都要高于钢材和混凝土两者承载力的简单叠加;核心混凝土受力时构件的延性要优于同时受力时构件的延性;钢材屈服强度对核心混凝土受力构件的承载力影响很小,提高钢材屈服强度能提高构件的延性。

摘要：矩形钢管混凝土在双向压弯荷载作用下截面受力不对称,随着荷载的变化变形轴发生扭转,本文结合贵州洪家渡水电站钢管混凝土厂房柱的设计,对大长宽比的薄壁加劲矩形钢管混凝土构件在双向压弯荷载作用下的性能进行了理论分析,研究了构件的变形、截面内力和截面变形轴随荷载的变化。同时对截面长宽比为2.4的4根带有加劲肋的矩形薄壁钢管混凝土构件进行了双向加载试验研究。结果表明:双向加载的矩形钢管混凝土构件截面变形轴扭转会显著影响构件的受力性能、降低构件的承载力;随着截面长宽比的增加,承载力降低幅度增大;薄壁板件的加劲肋改变了钢板的屈曲模态,提高了钢板的屈曲承载力。最后试验结果和国内外典型矩形钢管混凝土设计规程的计算结果进行对比,对比结果表明:现有规程偏于保守地计算了大宽厚比矩形钢管混凝土双向压弯构件的承载力。

摘要：为了研究钢管填充混凝土后钢管的力学性能,同时分析钢板的初始几何缺陷、残余应力及钢板屈曲后强度对填充混凝土后钢管的影响,采用大型有限元分析软件建立分析模型,并通过理论分析结果和实验结果的对比验证理论分析的正确性,在此基础上进行大量分析.研究结果表明:钢管混凝土中钢管的相对宽厚比≤50时,钢板在达到极限承载力之前没有屈曲现象产生;当相对宽厚比>50后,钢板会出现局部屈曲从而降低板件的承载力.钢板的初始几何缺陷和残余应力在一定程度上降低了大宽厚比下钢板的屈曲承载力,钢板屈曲后强度的存在明显提高了大宽厚比下钢板的屈曲承载力.通过分析给出了大宽厚比下钢管混凝土中钢板的承载力简化计算公式,可用于具体工程设计.

摘要：当结构中竖向承重构件发生破坏后,节点的抗倒塌性能决定了荷载是否能可靠地传递给相邻结构构件,避免结构出现连续倒塌。为了提高节点的转动能力和抗倒塌能力,设计了一种钢板加固的半刚性组合节点,提出其理论模型,并推导相应的变形公式,建立基于材料损伤的有限元分析模型对理论模型进行验证,并对该组合节点的抗倒塌性能进行分析。结果表明:钢板加强的节点并没有影响结构的前期性能,而是使结构提前进入过渡阶段,并且明显增大了结构的极限位移和极限荷载;该节点的理论模型及相应的变形公式可以精确预测钢板参与工作时对应的节点竖向位移;钢板两端连接点的初始距离和钢梁高度决定了钢板参与受力的时刻;采用类似具有"延时"作用的柔性组件可以起到与钢板相同的加固效果。

摘要：钢管混凝土中钢管的高厚比越大,用钢量越少越经济,但当高厚比超过一定限值后钢管仍不可避免地产生局部屈曲;因此研究钢管混凝土中钢管的屈曲性能对于薄壁钢管混凝土设计具有重要指导意义.本文对24根空钢管和钢管填充混凝土后钢管的力学性能进行试验研究,试件的宽厚比为50～125;同时采用有限元软件Abaqus分析了钢管混凝土中钢板的屈曲性能,数值分析结果和理论分析结果进行对比,两者吻合较好.结果表明:钢管填充混凝土后改变了钢管的屈曲模式,明显提高了钢管的屈曲承载力,承载力的提高幅度随截面宽厚比的增加而增大.

摘要：为了分析长细比、偏心率及含钢率对矩形钢管高强混凝土压弯构件力学性能的影响,进行了8根矩形截面钢管高强混凝土单向偏压构件的试验研究.结果表明:构件承载力随长细比和偏心率的增加逐渐降低;提高构件的含钢率可以减小跨中挠度;当构件含钢率低于8%时,达到极限承载力之前将发生局部失稳.试验结果同设计规程EC4、LRFD、AIJ计算结果的对比表明,规程LRFD和AIJ的计算结果偏于保守,规程EC4的计算结果和试验结果较为接近.

摘要：钢管混凝土目前已被广泛应用于各类建筑结构中,但是钢材存在易腐蚀的缺点,尤其是局部腐蚀。当钢管混凝土出现局部腐蚀时,其受力性能会有所退化,因此有必要对局部腐蚀后钢管混凝土的受力性能进行研究,并研究局部腐蚀后钢管混凝土的加固方法。为此,完成了7个圆钢管混凝土短柱的轴压试验,研究了机械开孔模拟局部腐蚀对圆钢管混凝土轴压短柱受力性能的影响,同时采用CFRP布加固机械开孔圆钢管混凝土短柱,研究CFRP布包裹层数对局部腐蚀圆钢管混凝土加固效果的影响。试验结果表明局部开孔会降低圆钢管混凝土短柱的轴压承载力、刚度和延性,且随着开孔长度的增加,降低幅度有所提高。采用CFRP布加固局部开孔圆钢管混凝土短柱能够提高试件的承载力,单层CFRP布加固时,试件达到极限荷载时CFRP布纤维突然断裂,试件延性较差;两层CFRP布加固时,试件的延性得到明显改善,整体加固效果更好,试件受力性能接近于未开孔的圆钢管混凝土。同时,采用ABAQUS软件建立了圆钢管混凝土有限元模型,并与试验结果进行了对比,验证了有限元模型的正确性。基于有限元分析结果,建议偏于保守地采用环向应力等于钢材屈服强度的计算方法等效计算CFRP布厚度,用于加固局部腐蚀圆钢管混凝土。