摘要：为研究多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其压弯性能的影响,以北京中国尊为原型,设计了2个1/10缩尺的分叉柱分叉节点区域模型试件,包括原型分叉柱缩尺试件BEC,以及在试件BEC基础上,将下柱顶部区域的拉结钢筋用竖向钢板替换构成的加强试件SEC-2。通过偏心受压试验,考察试件的破坏形态、沿试件高度的侧向位移分布、竖向荷载-侧向位移曲线及骨架曲线、平截面假定的适用性,分析不同构造措施对分叉柱偏心受压性能的影响。基于纤维模型法,编制构件非线性计算程序,钢材采用理想弹塑性本构模型,核心混凝土分别采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》本构模型（GB模型）、考虑钢管约束效应的Hu本构模型及Han本构模型。计算结果表明：在钢材本构模型不变的情况下,GB模型与Hu模型计算弯矩-曲率曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线相差较多。Han本构模型计算曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线的变化趋势一致。改进Han本构模型近似考虑横隔板和多腔钢管对受压区混凝土的组合约束效应,计算曲线与考虑P-δ效应的弯矩-曲率曲线峰值接近,下降段计算弯矩值略低。

摘要：为研究北京"中国尊"多腔钢管混凝土巨型分叉柱不同构造措施对其受压性能的影响,进行了2个1/10缩尺的分叉柱节点区域模型试件轴心受压力学性能试验。设计了原型柱缩尺试件BAC以及在试件BAC基础上未配置纵向加劲肋及构造钢筋的试件WAC。分析了试件破坏特征,承载力、刚度及退化过程、延性、耗能能力等。研究表明:试件BAC满足受力要求,承载力较高、刚度退化速率缓慢、延性较好、耗能能力较强;与试件BAC相比,试件WAC构造措施简化,但其承载力变化不大,刚度退化较快、延性较差、耗能能力较弱;异形截面钢管混凝土柱后期变形发展与构件截面不规则程度有关。在忽略横隔板作用情况下,采用不同承载力计算方法并按是否考虑竖向构造措施的影响进行了承载力计算,结果表明采用不同方法计算承载力时,横隔板对承载力的贡献均较大,且因计算方法不同存在差异。

摘要：柔性导向三维织造技术成形构件层间性能强、应用广泛,但受织造过程路径规划和成形工艺的制约,使得织造时间长、构件性能不稳定。同时异形截面构件的复杂性使得原有工艺难以准确成形,且缺少相应的力学性能预测方法,严重阻碍三维织造技术在异形截面构件上的应用。本文深入探究柔性导向三维织造技术的织造机理,提出分区域织造的工艺方案,通过分段拟合逼近截面形状,有效解决了复杂异形截面构件成形难的问题。基于此工艺方案,建立牵引拉杆的宏细观尺度有限元力学性能预测模型,并以细观尺度预测结果为材料属性,分析牵引拉杆轴向承载时的应力状态。进一步建立纤维体积分数模型,分析了XY向纤维体积分数与力学性能之间的关系,为织造过程的形性调控奠定基础。试验结果表明,有限元预测Z向弹性模量的误差在4.2%以内,为异形截面构件的早期设计和工程应用提供基础。

摘要：采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了异形截面铝合金受压杆件的屈曲破坏模态和屈曲承载力问题,并将试验结果、数值模拟结果以及《铝合金结构设计规范》中相关公式的计算结果进行了对比。结果表明,数值模拟结果与试验结构吻合较好,证明了有限元模型的正确性,并可采用该模型进行异形截面铝合金构件屈曲性能参数分析;规范所研究异形截面铝合金构件没有区分屈曲破坏类型的影响,屈曲承载力的计算结果偏小。

摘要：提出带暗柱异形截面短柱和带交叉钢筋异形截面短柱。通过3根Z形短柱抗震性能的试验研究,分析比较了Z形柱在两个工程轴受力方向的承载力、延性、滞回曲线和破坏特征,分析了暗柱对提高Z形短柱抗震能力的作用。进行了3根T形、3根十字形和3根L形截面短柱抗震性能的试验研究。试验表明,带暗柱异形截面短柱和带交叉钢筋异形截面短柱与普通异形截面短柱相比,承载力和延性明显提高,滞回曲线相对饱满,耗能能力增强。采用ANSYS程序对12根异形截面短柱进行了非线性有限元计算分析,计算结果与实测结果符合较好。

摘要：针对异形截面立体编织工艺中存在的锭子干涉问题,提出一种判断轨道设计和锭子排布是否产生干涉的方法。基于三维旋转编织原理和图论理论中确定有向简单回路的方法,通过搜索简化后的轨道网络交点邻接矩阵,快速确定轨道的所有有向简单回路,同时利用锭子排布序列和轨道包含叶轮槽口总数的配合关系,检验轨道设计的合理性,并在此研究基础上结合叶轮等效规则,拓展出一种简易锭子轨道设计方法。研究结果对异形截面立体编织物锭子轨道设计具有指导意义。

摘要：结合超高层建筑巨型柱框架设计需要,进行了6个缩尺比为1∶25的六边六腔体钢管混凝土巨型柱模型试件低周反复荷载试验,试件设计时考虑了罕遇地震作用下巨型柱交替出现较大轴压力和较大轴拉力的工况,同时考虑了地震水平作用方向,沿截面长轴、短轴和45°方向加载。分析了6个试件的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性、刚度退化、耗能和应变等。采用ABAQUS软件建立了有限元分析模型。研究表明:异形截面多腔钢管混凝土柱,沿截面长轴方向加载较其他方向加载试件的承载力平均提高了29.4%,耗能能力平均提高了6.8%;沿截面45°方向加载的试件,其抗震性能介于沿长轴与短轴加载的试件之间;轴拉下试件比轴压下试件承载力平均降低了8.4%,耗能能力平均降低了16.1%;6个试件的屈服位移角均值为1/82,最大弹塑性位移角均值为1/18,具有良好的变形能力;有限元分析模型较好地模拟了其受力过程。

摘要：为研究截面加强构造对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱长轴方向抗震性能的影响,进行了5个试件在轴向压力作用下,水平荷载往复加载2次的低周反复荷载试验。截面构造主要包括1种基本构造和4种加强构造,加强构造主要有,上柱及下柱分叉面下一层纵向受力钢板加厚构造,下柱分叉面下一层增加腔体构造,及在多腔加强基础上角部腔体内设置角钢或圆钢管的加强构造。试验结果表明:试件破坏大多发生在下柱下水平隔板处,表现为焊缝边缘热影响区钢板开裂及延伸引起的钢板撕裂;焊缝布置位置是影响试件破坏形态的主要因素;角部腔体内设置角钢或圆钢管构造效果最好,增厚钢板构造效果次之,多腔加强构造效果最差;各试件承载力退化不明显,上柱变形、耗能较下柱高;各试件的屈服位移角均值约为1/101,峰值荷载对应位移角约为1/42,最大弹塑性位移角约为1/29,可用于超高层巨型框架结构设计。

摘要：为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱不同方向的抗震性能,进行了5个试件在往复两次水平力下的低周反复荷载试验研究。试验考虑了三种加载方向,截面长轴方向、短轴方向和45°方向,两种节点核心区构造,基本构造和节点核心区增加钢管腔体的加强构造。试验结果表明:累积损伤下,焊缝布置位置引导了试件的破坏,各试件的损伤破坏为下柱下水平隔板处焊缝开裂及延伸引起的钢板撕裂;截面长轴方向承载力高、刚度大、变形能力强、耗能能力好,45°方向次之,短轴最弱;节点核心区加强构造可一定程度上提高试件承载力、刚度和耗能能力;同一往复荷载作用下的承载力退化不明显;试件的变形和耗能主要发生在上柱部分,约占60%～70%;各试件均具有良好的弹塑性变形能力,可用于超高层巨型框架结构抗震设计。

摘要：根据试验，本文分析了翼缘、低周反复荷载、斜向水平荷载和弯矩比对异形截面框架柱受剪性能的影响，提出了斜截面受剪承载力设计计算公式。