高性能钢材在钢管混凝土结构中的应用研究进展

来源 :中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第17届(ISSF-2021)学术交流会暨教学研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:btmax22
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钢管混凝土结构是一种高效的结构形式,但钢管的耐久性问题限制了它的发展潜力,因此近年来学者开始研究高性能钢管混凝土构件,通过提升材料本身的性能以达到改善耐久性及进一步强化构件承载能力的目的,先后出现了高强钢管混凝土、不锈钢管混凝土以及双金属管混凝土等多种新型组合.本文以上述三种组合的短柱轴压性能作为研究对象,总结了现行各国规范的承载力设计公式、常采用的材料本构模型以及试验研究结论,为进一步研究钢管混凝土轴压性能提供一定参考.
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针对双向斜置波纹钢板剪力墙的力学性能,采用有限元分析软件ABAQUS模拟的方法,研究了4个1:3比例尺波纹钢板剪力墙模型(横向波纹钢板剪力墙模型HCSPW、竖向波纹钢板剪力墙模型VCSPW以及波纹钢板与水平方向分别呈45°和60°的双向斜置波纹钢板剪力墙模型CCSPW)在低周往复荷载下抗震性能的变化.得出了双向斜置波纹钢板剪力墙CCSPW的滞回环饱满,具有较高的承载力和良好的抗震性能;45°双向斜
为提高冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能,本文提出了一种新型夹心冷弯薄壁型钢组合墙体.在验证有限元建模方法正确性的基础上对低周反复荷载作用下夹心组合墙体进行了有限元分析,得到了新型夹心组合墙体的抗剪承载力、刚度,有限元分析结果表明蜂窝夹心组合墙体的抗剪强度和刚度均大于OSB板夹心组合墙体.最后,通过对蜂窝芯板弯折角度进行了参数分析(取芯板弯折角度为45°,60°,90°),得出当蜂窝芯板弯折角度为45
钢结构已经得到越来越多的应用,其抗火性能一直是钢结构研究中所关注的热点之一.其中钢材高温下以及高温后钢材性能己得到广泛关注,该性能将影响过火后钢结构的鉴定和性能评估.本文总结了国内外学者对于常用结构钢材高温过火后的材料静力性能试验结果,得到不同结构钢材随过火温度升高其残余静力性能的变化规律;同时也对于高温过火后的常用结构钢材开展低周滞回试验,研究得到其高温过火后钢材滞回强度发展模式随过火温度的变化
为了研究不同正则化宽厚比下梯形波折钢板墙的抗侧性能与等价平钢板墙的差异,以及梯形横放波折与竖放波折钢板墙的性能差异,设计刚性墙板、中性墙板、柔性墙板等三组代表性算例,采用ABAQUS有限元软件对其进行抗侧单向加载,从墙板-框架体系整体受力及内嵌墙板受力两个角度对各类钢板剪力墙的抗侧性能进行对比分析.研究发现:刚性波折钢板墙的抗侧性能优于等价平钢板墙,中性波折板与之相当,而柔性波折板性能较差;横放及
针对双片X型角钢柱间支撑的抗震性能,采用有限元分析研究了其三个参数的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能.结果表明:柱间支撑的滞回曲线均为Z型,其耗能能力较差但变形能力较好;角钢间距和缀条间距越大,极限承载力和耗能性能会有略微的降低,过大的间距不能保证双片支撑共同工作,导致支撑发生单肢弯扭失稳,严重降低支撑的抗震性能;支撑倾角设置在45°时的耗能性能最好,承载力退化也较为缓慢.
基于ABAQUS的非线性有限元分析,对交叉型钢板剪力墙的抗震性能进行了研究.分析了钢板长高比、钢板高厚比、框架柱惯性矩对结构抗震性能的影响以及钢板与框架剪力分配机制,结果表明:交叉型钢板剪力墙抗震性能随着长高比及框架柱惯性矩的增大而提升;随着钢板高厚比的增大而削弱;足够的框架柱惯性矩大小是钢板屈服拉力带形成的关键因素;结构先由钢板承担大部分剪力,钢板屈服后由框架和钢板共同承担.
本文将转动型摩擦阻尼器与钢框架结构相结合,提出摩擦型消能减震钢框架体系.采用理论推导和数值模拟的方法,对摩擦型消能减震钢框架在侧向力作用下的工作机理进行研究,得到空框架与消能减震框架的恢复力模型,确定了体系的弹性抗侧、耗能支撑屈服和主体结构屈服三个工作阶段,并明确了关键参数对体系抗侧力性能的影响规律.研究结果表明:(1)摩擦型消能减震钢框架的初始刚度仅与支撑截面面积有关,且随着截面积增大而增加;(
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鉴于传统钢框筒结构具有抗震性能差和震后修复困难的问题,提出在裙梁跨中设置双槽钢截面耗能梁段,裙梁和耗能梁段采用腹板螺栓连接.采用ABAQUS有限元软件建立了单层单跨含双槽钢截面耗能梁段的高强钢框筒结构的有限元模型,研究耗能梁段长度和耗能梁段腹板加劲肋间距对结构承载力、刚度、延性和耗能能力的影响.结果表明:耗能梁段越长,结构初始刚度越小,结构承载力降低,耗能梁段与裙梁之间螺栓连接的滑移变形增大,建议
纵向变厚度(LP)钢板是一种厚度沿轧制方向具有特殊形状的钢板.它可以降低钢材用量、减少结构自重、减少焊缝数量和提高桥墩墩柱的抗震性能等优点,在国外桥梁工程应用广泛.相比传统等厚度板,LP钢板在相同受力状态,因几何形状上的差别,钢板的薄端更容易发生局部屈曲现象,这和等厚度板存在较大的差异.本文主要对变厚度钢板(包含楔形钢板和LP钢板)的弹性屈曲问题的理论分析及相关研究进行总结综述.