一、异形柱空间框架结构的受力性能研究(论文文献综述)
刘祖强,陈炜灿,毛冬旭,薛建阳[1](2021)在《型钢混凝土异形柱框架空间受力性能分析》文中提出为研究型钢混凝土异形柱框架的空间受力性能,对一个五层的双向两跨空间框架模型进行了低周反复加载试验,得到了空间框架的破坏形态及滞回曲线和骨架曲线,分析了其延性、位移角、刚度、耗能等抗震性能指标。基于此,采用OpenSees建立了空间框架的有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而对空间框架的破坏机制和协同工作机制进行了探讨,并分析了不同加载角下轴压比和柱肢长宽比对空间框架受力性能的影响。研究结果表明:型钢混凝土异形柱空间框架的梁端先于柱端发生破坏,节点损伤相对轻微,边框架的破坏程度比中框架严重;出铰顺序呈现为从梁端到柱端、从低层到高层、从中榀到边榀的发展规律;空间框架的滞回曲线基本对称且较为饱满,具有较好的延性及较强的耗能能力和抗倒塌能力,受力性能优于没有连接的独立框架;随着加载角的增大,空间框架的承载能力和耗能能力显着提高,初始刚度略微增大,延性先变好后变差;在相同加载角下,随着轴压比增大,空间框架的承载能力、延性和耗能能力均降低,初始刚度先增大后减小;随着柱肢长宽比增大,空间框架的承载能力、初始刚度和耗能能力均提高,延性变差。
倪韦斌[2](2021)在《装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析》文中指出异形柱结构室内柱楞不外露、美观适用,能获得较好的建筑功能并减轻结构自重;装配式结构是我国建筑业发展的重要方向之一,以混凝土结构为例,可通过工厂预制大幅减少现场湿作业,具有节能环保、装配建造高效等特点;农村新民居建设有利于改善农村基础生活环境,提升农民生活质量,对于实施乡村振兴战略具有重要意义。采用装配式混凝土异形柱框架结构有利于促进新民居建筑的设计标准化、生产工厂化、施工装配化发展,然而,由于《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149-2017)尚没有关于装配式混凝土异形柱框架结构抗震设计的有关规定,加之异形柱截面的特殊性,因此本文以某装配式新民居的研发与示范建设为背景,通过拟静力试验与数值分析,研究装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能,为其工程应用提供参考,具有重要意义。论文主要工作及结论如下:(1)验证了基于“等同现浇”设计的装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能的可靠性,完成了2榀足尺比例设计的现浇整体式与预制装配式混凝土异形柱框架结构在竖向荷载作用下的拟静力试验。研究结果表明,现浇与装配试件破坏模式均为梁铰破坏机制,符合“强柱弱梁”设计原则;现浇与装配试件极限承载能力相当且均表现出良好的承载稳定性能,其中峰值荷载平均值相差7.3%,两试件承载能力退化系数稳定在0.89~1.00;与传统现浇试件相比,预制装配试件在刚度退化、耗能能力及延性等方面略优,采用浆锚连接装配式混凝土异形柱框架结构遵从现行“等同现浇”设计理念可行且偏于安全。(2)探明了轴压比对装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能的影响,完成了2榀足尺比例设计的轴压比分别为0.14、0.28的装配式混凝土异形柱框架结构的拟静力试验。研究结果表明,“浆锚连接+节点后浇”连接方案安全可靠;轴压比增大,装配式混凝土异形柱框架结构在相同侧移下对应的抗侧承载力增大,其中屈服荷载、峰值荷载平均值分别提高约16.8%、14.5%;同时结构极限变形与耗能能力下降、延性降低,但各延性系数平均值均在3.20以上;两试件实测各层弹性层间位移角均小于《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149-2017)规定限值1/550,表明装配式混凝土异形柱框架结构存在过早开裂现象,究其原因为一榀平面框架试验时未考虑楼板、内外墙板对侧向刚度的贡献作用;就弹塑性层间位移角而言均符合规范1/50限值要求,满足“大震不倒”抗震设防要求。(3)探明了二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能,完成了1榀足尺比例设计的二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构的拟静力试验。研究结果表明,模型终极失效呈“强柱弱梁”破坏特征;模型各层弹性层间位移角均小于规范限值1/550要求,究其原因是装配式异形柱框架结构在构件拼接处过早开裂所致,建议适度放宽弹性层间位移角限值;模型一层、二层弹塑性层间位移角分别为1/25、1/48,均大于规范限值1/50,满足“大震不倒”抗震设防要求;试验模型具有良好的承载变形与耗能能力,满足延性框架要求;模型中间十字节点呈“X”型剪切裂缝且损坏较重,宜采取必要措施增强。(4)实现了基于“等同现浇”设计的装配式混凝土异形柱框架结构的静力弹塑性分析,完成了混凝土异形柱空间框架及其开间与进深方向单榀框架在SAP2000的推覆分析研究。研究结果表明,通过将混凝土异形柱原位等效为矩形柱,在SAP2000平台开展的静力弹塑性模拟结果与试验结果吻合较好,为开展同类结构的推覆分析提供了便捷、可靠手段;拓展分析表明,对于二层二跨装配式混凝土异形柱框架结构,考虑轴压影响后,极限荷载略有提高、极限变形能力缩短,但极限位移角仍满足规范限值;进一步针对新民居工程背景开展了空间结构推覆分析,结果表明空间框架模型失效呈“梁柱铰混合屈服机制”破坏模式,层间位移角满足规范要求,符合“小震不坏、大震不倒”抗震设防目标。本文创新点如下:(1)验证了采用浆锚连接的足尺装配式混凝土异形柱框架结构的抗震性能可靠性,揭示了其失效破坏机制。(2)建立了基于原位等效代换和修正截面特性的装配式混凝土异形柱框架结构的静力弹塑性分析方法。
王家鑫[3](2020)在《采用异形柱的钢管混凝土梁柱节点力学性能及其健康监测研究》文中认为采用异形柱的钢管混凝土梁柱节点是由采用钢筋混凝土异形柱的梁柱节点发展而来,其优势在于:利用外钢管提高混凝土的力学性能,相比于钢筋混凝土异形柱,能够进一步提高节点的抗震性能。同时,采用异形柱的钢管混凝土梁柱节点还有施工周期短、柱与墙体等厚、使家具摆放更加美观等优点。本文结合钢管混凝土异形柱的研究成果和发展现状,提出了T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点和加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点两种新型节点形式,利用有限元分析软件对T形钢管混凝土柱-钢梁节点、T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点和加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点的力学性能进行了非线性有限元分析。此外,对节点的健康监测也进行了分析,完成对传感器子系统中的传感器理想材料黑磷烯的电学性能计算。本文的研究内容具体分为以下几点:1.利用ABAQUS有限元分析软件,根据已有T形钢管混凝土柱-钢梁节点试验的试件尺寸,建立有限元模型,并对其进行低周循环荷载作用下的力学性能分析。将有限元分析软件计算结果与试验结果进行对比,结果表明两者所获得试件的滞回性能和破坏形式相吻合,可有效验证模型建立的合理性。以此为基础,对两种新型节点进行了设计及计算。2.利用ABAQUS有限元分析软件对三种节点在单向荷载下的力学性能进行分析。结果表明,将钢梁替换成钢管混凝土梁和加强板的设置可以有效地提高节点在单向荷载作用下的极限承载力。3.利用ABAQUS有限元分析软件对三种节点在低周循环荷载作用下的力学性能进行计算,得到三种节点的抗震性能指标。结果显示,两种新型节点相比于T形钢管混凝土柱-钢梁节点有更高的耗能性能和极限承载力,在强度和刚度退化方面显示出了较好的优势。4.利用ABAQUS有限元分析软件对两种新型节点在不同轴压比、端板厚度、梁和柱核心混凝土强度、高强螺栓规格和加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点的加强板厚度下的抗震性能进行计算分析,对比结果表明,端板厚度和高强螺栓规格的变化对两种节点的抗震性能影响相对较大,轴压比和混凝土强度的变化对两种节点的抗震性能影响相对较小,加强板厚度对加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点抗震性能影响较小。5.对节点健康检测系统进行了分析。采用AcclerysMaterial Studio中的CASTEP模块完成纳米材料黑磷烯的电学性质计算及分析,结果表明黑磷烯可以作为节点健康检测系统中传感器的理想材料使用。在此基础上,又对传感器在节点上的位置进行了合理布置。
王帅[4](2020)在《装配式钢管混凝土异形柱边框架抗震性能研究》文中研究表明近年来,国家严抓环保的力度越来越大,装配式结构再次成为建筑行业的热点,预制混凝土结构在施工现场组装,可以节省成本、节能减排,又能缩减整体工期。异形柱结构柱肢与墙体等厚,避免了屋角处柱体突出,增加了房屋使用面积,方便了室内装修设计。两种结构优点突出,但是都具有一定的局限性。装配式钢管混凝土异形柱结构将装配式结构、异形柱结构和钢管混凝土结构结合在一起,既具备三种结构的优点,又巧妙地克服了节点连接困难,结构承载力薄弱等问题,是一种非常具有发展前景的新型结构体系。为了使钢管混凝土异形柱结构体系的研究更加完善,在课题组前期研究结果的基础上,设计了1榀两层两跨的装配式钢管砼异形柱边框架,并对其进行了拟静力试验,观察了试件的损伤过程,记录了试验过程中钢筋和钢管的屈服顺序,分析了结构的各项受力性能。研究结果显示,结构的梁端破坏严重,形成了典型的“梁铰”,破坏机制合理;框架承载能力较高,位移延性远远超过了一般异形柱结构,具有良好的塑性变形能力;框架整体和层间位移角均远远大于规定的限值,说明结构抗倒塌能力较强;框架的滞回曲线饱满,表现出了较好的耗能能力;强度衰减不明显,刚度退化较小。利用ABAQUS软件对试验中的框架进行了弹塑性数值分析,详细地分析了结构的变形情况,将计算得到的混凝土应变云图、钢筋和钢管的应力云图与试验现象进行比对,计算得到的结果与试验值比较吻合。屈服荷载以及对应的位移、破坏荷载以及对应的位移均相差极小,模拟结果的框架延性高于试验测试值,塑性铰出现顺序差别不大,破坏机制比较相似。图66幅;表16个;参79篇。
唐新[5](2019)在《钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架抗震性能研究》文中研究表明钢管混凝土异形柱结构是异形柱结构和钢管混凝土结构相结合的一种新型结构体系,兼具了两种结构的优越性:以T形、L形和十字形为代表的异形柱结构柱肢与填充墙厚度相同,可避免室内柱楞凸出,空间使用率高,增强了建筑设计灵活性与建筑美观性;钢管混凝土结构承载能力强,变形与耗能能力较好,抗震性能优良,并且便于装配化施工。课题组前期对钢管混凝土异形柱及框架节点进行了静力性能与抗震性能研究,为了进一步完善该结构体系,本文对钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架(SCFSTF)进行了抗震性能研究,主要的研究工作与成果如下:(1)设计了4榀钢管混凝土异形柱-H型钢梁平面框架,分别为2榀外环板节点框架和2榀竖向肋板节点框架。通过拟静力试验,观察了钢管混凝土异形柱框架的破坏过程和破坏模式,从滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度与强度退化、应力与应变、梁柱转角与节点核心区变形、受力机理与破坏机制等方面进行抗震性能分析,重点考察了轴压比和节点形式的影响。试验结果表明:SCFSTF试验试件破坏时满足“强柱弱梁”和“强节点弱构件”的抗震设计要求,滞回曲线饱满,变形与耗能能力强,具有良好的抗震性能;外环板节点和竖向肋板节点都是有效传力的节点形式。(2)采用ABAQUS软件对SCFSTF试验试件建立有限元模型,单调加载下的计算结果与试验结果吻合良好,该模型对框架荷载-位移骨架曲线、关键部位的破坏形态和框架出铰机制均能较为准确地预测。进行局部受力性能分析,得到了节点核心区、外环板、竖向肋板以及对拉钢筋加劲肋的应力分布规律,研究框架节点等部位的传力机理。(3)采用OpenSees软件对SCFSTF试验试件建立纤维模型,低周往复加载下的计算结果与试验结果吻合良好,该模型对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、塑性铰区段变形以及框架出铰机制均有较为准确地预测。根据梁端与柱端的弯矩-曲率曲线判断塑性铰的位置与出现顺序,提出了塑性铰发展程度的量化指标。基于参数分析,得出混凝土强度等级、钢材强度等级、柱含钢率、柱轴压比、柱长细比、梁柱线刚度比和梁柱抗弯承载力比对SCFSTF滞回性能的影响规律,并提出了相应的设计建议。分析了P-△效应和试验装置误差对框架滞回性能的影响程度。(4)采用ETABS软件建立了2个钢管混凝土异形柱空间框架算例模型,应用OpenSees软件对选取的平面框架进行Pushover推覆分析。基于计算结果,得到了性能点对应的楼层位移、层间位移角及塑性铰发展规律。研究结果表明,按照我国规范限值并结合工程实际设计的钢管混凝土异形柱空间框架,在高烈度抗震地区完全能满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防性能目标。
王宁[6](2019)在《十字型多腔钢管混凝土异形柱力学性能研究》文中指出钢管混凝土柱结构具有承载力高、塑性变形能力好、抗震性能好等优点,异形柱结构的建筑内部空间利用率高、布局灵活。为了适应国家发展需求,并满足人们对高品质居住建筑的要求,研发高承载力、高耗能、高延性、施工速度快且能够实现工业化生产的装配式钢管混凝土异形柱是很有必要的。本文针对上述问题和背景,提出一种装配式十字型多腔钢管混凝土异形柱,通过理论计算和有限元模拟对其力学性能进行了研究。通过理论计算和数值模拟两种方式,对十字型多腔钢管混凝土异形柱的轴压性能进行分析。结果表明,十字型多腔钢管混凝土异形柱的轴压性能较好,承载力较高。基于叠加原理,提出了十字型多腔钢管混凝土异形柱的轴心受压承载力理论计算公式,并与有限元模拟值进行对比,二者吻合较好,说明建立的有限元模型能够较好地模拟十字型多腔钢管混凝土异形柱的力学性能。通过ABAQUS有限元模拟,分析了十字型多腔钢管混凝土异形柱在压弯作用下的受力过程,以及不同参数对其压弯性能的影响。结果表明,十字型多腔钢管混凝土异形柱在压弯作用下具有较高的承载力和较好的延性,钢管厚度和高宽比等参数的变化对其影响较大。并且,基于正截面承载力计算公式,得到了简化的十字型多腔钢管混凝土异形柱的压弯承载力计算公式,为后续的工程应用提供了一定的参考。针对不同影响参数的十字型多腔钢管混凝土异形柱进行了抗震性能的分析。在低周往复荷载作用下,通过各模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性分析和耗能能力的对比,分析了轴压比、混凝土强度、钢管厚度、高宽比以及加载角度等不同参数对异形柱抗震性能的影响。结果表明,十字型多腔钢管混凝土异形柱的滞回曲线较饱满,异形柱的耗能性能和变形能力较好,抗震性能较好。所选的不同参数均对异形柱构件的抗震性能产生了一定的影响,其中钢管厚度和高宽比是主要影响因素。
孔维一[7](2019)在《钢筋混凝土梁托柱转换结构抗火性能试验研究》文中研究说明钢筋混凝土梁托柱转换结构具有传力直接、受力性能好、构造简单等优点,应用十分广泛,但关于该类结构的抗火性能研究成果甚少。开展对钢筋混凝土梁托柱转换结构的抗火研究对于该类转换结构新建工程的抗火设计、火灾安全性评价和既有结构的火灾后评估具有重要的指导意义。本文运用试验研究与有限元分析相结合的方法,对该类结构的抗火性能进行了系统深入的研究,主要内容包括以下几个方面:(1)根据钢筋混凝土梁托柱转换结构的特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对其进行热力耦合作用下的耐火性能试验。研究了梁托柱节点单元试件在ISO834标准升温及竖向恒载耦合作用下的温度场分布规律、挠度变形特征、耐火极限及破坏模式。研究发现,梁柱节点核心区截面的实测温度较其他截面温度偏低。达到耐火极限时,梁截面破坏形态为弯曲破坏,裂缝集中出现在梁柱相交的最大弯矩截面外约400mm-500mm的距离附近。达到耐火极限的节点单元试件,转换托梁开裂截面处纵向钢筋在高温作用下存在断裂的危险。(2)针对两种足尺梁托柱节点单元试件,进行了火灾后剩余承载性能试验。观察和分析了经历火灾高温作用后的节点单元试件在竖向荷载作用下的开裂与变形特征、承载能力变化、节点单元破坏模式,以及经历不同升温时间和不同节点单元类型试件的承载性能劣化规律。研究发现,受火作用后梁托柱节点单元试件的托梁刚度明显降低,且升温段时间越长,托梁受火面越多,刚度下降越明显。破坏时,A型节点单元试件的托梁挠度最大值出现在转换托梁跨中位置,B型节点单元试件的托梁挠度最大值出现在受托柱受压一侧距离转换托梁跨中300mm附近。达到极限承载力时,常温试件裂缝延伸长度长且数量多,分布相对均匀,受火作用后试件的可见裂缝相对较为集中,在距离跨中300400mm附近裂缝最为密集。(3)在梁托柱节点单元耐火性能试验研究的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立的模型进行扩展分析,从升温曲线、转换托梁受火面、荷载比、保护层厚度、附加钢筋等不同参数变化方面考虑,分别分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限。分析结果显示,升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比增加,节点单元的耐火极限减小;增大节点单元托梁纵向受拉钢筋保护层厚度,耐火极限随之增加;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁受火面的增加会降低其耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同。(4)在梁托柱节点单元火灾后承载性能试验研究的基础上,采用有限元分析方法,考虑升降温曲线、升温时间、转换托梁受火面等参数变化,分别分析了梁托柱节点单元试件火灾后的承载性能。分析结果显示,按照标准升温曲线的升温趋势,升温段时间越长、温度越高、托梁受火面越多,则梁托柱节点单元火灾后的剩余承载力越小,且托梁刚度下降越大。升降温曲线的最高温度相同,变化趋势不同,对梁托柱节点单元试件的剩余承载力影响并不明显,但对其刚度影响较大。高温持续时间越短,托梁刚度下降越小;降温速度越慢,托梁刚度下降越大。(5)利用ABAQUS软件建立的有限元模型进行梁托柱转换结构的整体耐火性能分析。研究了在不同房间受火工况下,钢筋混凝土梁托柱转换结构的特征点位移变化特点和整体变形模式等。分析研究结果表明,随着升温时间的增加,转换托梁及其他楼层梁的挠度逐渐增大,框架柱的弯曲变形也逐渐增大,方向指向整体结构外侧,且变形最大值出现在受火楼层梁柱节点附近。在非对称房间受火工况作用下,整个结构存在向受火房间一侧倾斜的趋势。由于转换结构中构件间存在相互作用,无论受火工况如何,转换结构都会发生整体变形,只是变形模式各有不同。(6)在对梁托柱转换结构进行高温变形研究的基础上,进一步分析了整体结构的内力重分布规律、塑性铰发展等结构损伤机理。研究发现,高温下转换结构的内力重分布始于直接受火构件的受热膨胀,并由高温区向常温区传递。结构构件的内力变化主要表现为:梁截面产生明显的压力或拉力;高温区梁、柱构件弯矩变化明显且可能发生方向改变,与高温区相邻的构件内力一般也会发生较大变化;未受到火灾高温直接影响的梁、柱构件,内力也会产生不同程度的改变;构件截面内力变化到一定程度后会产生塑性铰。(7)最后,通过对钢筋混凝土梁托柱转换结构的试验及理论分析,提出了该类结构抗火设计建议。
刘祥[8](2019)在《压弯剪扭复合受力十字形截面柱抗震性能研究》文中研究指明异形柱可以有效地避免柱棱突出墙体,在改善室内观瞻、减轻结构自重、扩大使用空间、方便家具摆放等方面具极大的优势,深受开发商及用户的青睐。目前阶段,推广及应用中的异形柱结构主要采用钢筋混凝土异形柱结构,而受混凝土材料性能及异形柱截面形式的制约,异形柱结构的适用范围受到了很大限制。为此,研究人员提出了型钢混凝土异形柱结构,即在钢筋混凝土异形柱结构内配置型钢骨架,既充分利用异形柱截面优势,又有效地提高异形柱结构的承载力、延性、刚度及耗能等抗震性能,极大地推动了异形柱结构的应用与发展。国内外学者从正截面承载力、斜截面承载力及抗震性能等方面对钢筋混凝土异形柱及型钢混凝土异形柱进行了大量试验研究和理论分析。异形柱柱肢细长,质量中心与刚度中心往往不在同一位置,容易受到扭矩的作用,特别在地震作用下,更容易受到扭矩的影响而发生破坏。然而,关于复合受扭作用下异形柱的抗震性能鲜有研究。本课题组对6个钢筋混凝土十字形柱及9个型钢混凝土十字形柱构件进行了压-弯-剪-扭复合受力作用下的低周反复试验,以期对十字形截面柱的复合受扭抗震性能进行研究。通过试验研究,观察了试件破坏过程及形态,得到了滞回曲线及特征点参数,分析了试件延性、耗能能力、刚度退化及强度退化等抗震性能指标,明确了轴压比、扭弯比以及配钢形式对抗震性能的影响,在试验参数范围内得到以下结论:1)随着扭弯比的增大,十字形截面柱试件受扭破坏特征更加明显,由弯曲破坏向扭转剪切破坏转变。2)从影响参数分析来看,当扭弯比由0.14增大到0.21时,试件抗扭承载力增大了 10%左右,扭转变形增大20%以上,扭转延性增大8%,弯曲变形减小8%,位移延性减小了 10%;从轴压比角度来看,在一定范围内增大轴压力有利于提高构件抗扭性能,当轴压比从0.28增大到0.34时,构件抗扭承载力增大了40%左右,破坏点扭转角增大了30%左右,但对其抗弯性能影响较小;实腹式型钢混凝土柱构件的抗震性能整体上优于空腹式型钢混凝土柱构件。3)复合受扭作用下十字形截面柱的前期耗能主要由扭转作用承担,后期则转为由弯曲作用承担。随着位移的增大,试件扭转耗能表现为先迅速增大,然后逐渐减小的变化趋势;弯曲耗能则表现为总体逐渐增大。4)十字形截面柱试件具有较高的承载能力及变形能力,其位移延性、弹性角及抗倒塌侧移角均满足相关规范要求,在耗能能力、刚度退化及强度退化方面均表现出了良好的抗震性能。采用Abaqus软件对复合受扭作用下十字形截面柱的抗震性能进行了有限元分析,从多角度进行分析验证,并指出模拟结果在一定精度范围内满足要求。以此为基础,对轴压力、扭弯比、配箍率、肢高肢厚比、剪跨比、型钢腹板及型钢翼缘厚度等因素进行了参数扩展分析,得到了各参数对构件抗震性能的影响规律。对试验所得数据进行归一化处理,得到各试件骨架曲线及滞回环,随后拟合出相应的简化模型计算公式,并通过相应的滞回规则提出了弯曲-位移恢复力模型及扭矩-扭转角恢复力模型。恢复力模型与试验实测结果吻合较好,能够较好的反映出压弯剪扭作用下十字形截面柱的抗弯恢复力特性和抗扭恢复力特性。以变角空间桁架理论为基础,引入弯扭相关性及剪扭相关性,提出了复合受扭十字形截面钢筋混凝土柱的抗扭承载力设计公式;通过剪力流理论推导出压-弯-剪-扭共同作用下十字形截面钢筋混凝土柱的承载力归一化公式,在此基础上,提出了复合受扭作用下十字形截面钢筋混凝土柱的抗扭承载力归一化公式。以十字形截面钢筋混凝土柱抗扭承载力计算公式为基础,对十字形截面实腹式型钢混凝土柱及十字形截面空腹式型钢混凝土柱分别采用叠加原理及等效替代法,提出相应的抗扭承载力设计公式及归一化公式。计算结果与试验结果吻合较好,可以为今后研究提供参考价值。
陈炜灿[9](2019)在《实腹式型钢混凝土异形柱空间框架抗震性能研究》文中指出型钢混凝土异形柱作为一种新型的结构形式,继承了SRC结构承载力高和抗震性能好等优点,克服了普通混凝土异形柱结构的不足,使其适用范围扩大,并能更好地应用在高层建筑及高抗震设防区中。目前,SRC异形柱在构件方面的研究较为系统,并已取得一定的科研成果,而在结构方面的研究较少,主要集中于平面框架的试验研究,对于空间框架的研究极为少见。课题组前期完成了3榀SRC平面异形柱框架的拟静力试验,对SRC异形柱框架的抗震性能有了初步的了解。而平面框架受力的单向性使荷载路径的变化受到限制,空间框架的超静定次数相对平面框架多,多余的约束在构件局部破坏后进行内力重分布。结构的空间特性使局部承载力的下降由荷载路径的变化进行补偿,因此,平面框架并不能完全反映结构破坏特点和抗震性能。为进一步加深对SRC异形柱框架的认知,了解各榀框架之间的协同作用,本文采用了拟静力的试验方法对一个双向两跨五层的SRC空间异形柱框架进行抗震性能试验研究。通过对SRC空间异形柱框架进行抗震性能试验,得到了模型结构在低周往复荷载下的破坏形态、应变以及滞回曲线,并对承载力、延性、耗能性能、刚度退化、位移角及强度衰减等力学性能进行分析。结果表明:破坏主要集中在沿加载方向的三榀框架中,垂直加载方向的三榀框架破坏轻微;中框架先于边框架屈服并形成塑性铰;边框架的破坏程度相对于中框架大;SRC空间异形柱框架梁先于柱屈服,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求;滞回曲线正反对称,抗倒塌能力和延性均优于一般的钢筋混凝土框架,并具有较好的耗能性能。通过OpenSees程序模拟空间框架,对比分析了有限元结果与试验结果,两者吻合度较高。基于此,分析了有限元模型的梁、柱端弯矩-曲率曲线和应变,得到了其破坏机制;通过对比空间框架与相应平面框架的抗震性能,分析了空间框架的协同工作机制;异形柱截面的不对称性和柱肢薄且狭长的特点,使得异形柱具有明显的双向压弯作用,导致了异形柱框架结构在水平荷载方向上具有很强的敏感性,基于此,在不同加载角下,建立了不同轴压比和不同柱肢长宽比的有限元模型对SRC空间异形柱框架进行深入研究,得到了各个参数的影响规律。
周超锋[10](2019)在《型钢混凝土异形柱及其框架的地震损伤性能研究》文中研究说明型钢混凝土(SRC)异形柱结构作为一种新型组合结构体系,不但具有SRC结构承载力高、延性好等优点,而且兼具异形柱结构室内柱楞不凸出、建筑观瞻性好等优点,这种结构体系特点使得其在高设防烈度区的高层建筑结构中得到较为广泛的应用。然而,近年来地震灾害频繁发生,震后建筑结构遭受到不同程度的损伤破坏,如何合理有效地评估建筑结构的损伤状态成为其震后修复加固的重要依据。目前,国内关于SRC异形柱的研究较多,但主要集中于构件或结构在地震作用下抗震性能(承载力、滞回特性、刚度、强度)的研究,关于其在不同形式的水平荷载作用下损伤性能的研究比较少。因此,本文通过物理试验及数值模拟相结合的方法,对SRC异形柱结构的损伤行为进行研究。研究内容及成果如下:(1)设计制作了16根SRC异形柱(10根T形柱、3根十形柱、3根L形柱),并对其进行试验研究,考虑不同的加载制度、轴压比及配钢率对其抗震性能的影响,进而揭示构件损伤性能的发展规律。试验研究表明,对于剪跨比较大的SRC异形柱试件,破坏形态主要以弯曲破坏为主,加载后期伴随比较明显的剪切粘结破坏;试件的滞回曲线比较饱满,相比之下L形柱的滞回曲线略显捏缩,延性相对较差;试件大致经历了无损阶段、轻微损伤阶段、中等损伤阶段、较为严重损伤阶段和严重损伤阶段;与变幅循环加载试件相比,单调加载、混合加载及等幅加载下,试件的损伤发展相对较为缓慢;配钢率越大,试件的损伤发展相对较为缓慢;轴压比越大,过峰值点后试件的承载力下降越快,累积损伤增长越快。(2)采用OpenSees有限元程序对所有试件进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比,验证数值模拟分析的可行性。同时,考虑局部配钢率及加载方向对试件受力性能的影响,设计了16根含有不同局部配钢率的SRC异形柱,并分别沿其两肢进行低周往复加载。研究结果表明:对于T形柱和十形柱,当改变垂直于加载向肢端的局部配钢率时,对试件的受力性能影响较小;当改变加载向的局部配钢率时,其受力性能随着配钢率的增大逐渐得到改善。对于L形柱,增大任意一肢的局部配钢率,其试件的受力性能均发生较为明显的改善。(3)基于SRC异形柱试件的试验研究,研究其在受力过程中的损伤退化规律。考虑混凝土开裂、有效滞回耗能及加载路径的影响,提出改进后的Park-Ang损伤模型。损伤评估结果与试验结果对比表明,该模型能够较为合理地描述试件的宏观破坏发展状态。基于试验与损伤评估结果,将SRC异形柱在地震作用下的抗震性能水准分为五个档次,并给出与其一一对应的损伤阈值。(4)考虑损伤对试件强度及卸载刚度退化的影响,提出了考虑损伤效应的三线型恢复力模型,并与试验滞回曲线及骨架曲线进行了对比。结果表明,该恢复力模型能够合理地描述试件在低周往复荷载作用下的滞回特性。(5)基于课题组前期的SRC异形柱平面框架试验研究结果,采用加权系数法建立能够反映梁、柱构件与整体损伤关系的地震损伤模型,揭示框架梁、柱构件损伤与楼层损伤、整体损伤破坏三者之间的迁移转化关系,对两榀SRC异形柱平面框架分别进行地震损伤评估;进一步结合框架结构的拟静力试验研究及损伤评估结果,对SRC异形柱框架结构在不同抗震性能水准下的损伤阈值进行了界定。(6)结合现有的型钢混凝土异形柱框架研究成果及相关规范,给出了基于损伤性能的抗震设计方法步骤,并以12层SRC异形柱框架为例具体阐述了基于损伤性能的设计方法。
二、异形柱空间框架结构的受力性能研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、异形柱空间框架结构的受力性能研究(论文提纲范文)
(2)装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 装配式混凝土结构国内外研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 装配式混凝土异形柱结构研究进展 |
1.3.1 现浇异形柱结构 |
1.3.2 装配式混凝土异形柱结构 |
1.3.3 装配式型钢混凝土异形柱结构 |
1.3.4 异形柱结构静力弹塑性分析研究 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 试验概况 |
2.1 工程背景与模型设计 |
2.1.1 工程概况 |
2.1.2 模型设计 |
2.2 装配式混凝土异形柱框架结构拆分装配方案研究 |
2.2.1 装配式异形柱框架结构拆分原则 |
2.2.2 梁、柱构件预制单元的确定 |
2.2.3 装配式混凝土异形柱框架的拆分与装配 |
2.2.4 装配式异形柱混凝土连接节点设计 |
2.3 装配式混凝土异形柱框架结构设计与制作 |
2.3.1 试件设计 |
2.3.2 试件制作 |
2.4 装配式混凝土异形柱框架结构试验加载 |
2.4.1 加载装置及加载现场 |
2.4.2 加载制度 |
2.4.3 量测方案 |
2.4.4 材料性能试验 |
2.5 本章小结 |
3 试验结果与分析 |
3.1 试验现象 |
3.1.1 裂缝 |
3.1.2 破坏模式 |
3.2 基于等同现浇设计理念的装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.2.1 滞回曲线 |
3.2.2 骨架曲线 |
3.2.3 变形与承载力特征值 |
3.2.4 承载力退化 |
3.2.5 刚度退化 |
3.2.6 能量耗散 |
3.3 不同轴压比作用下装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.3.1 滞回曲线 |
3.3.2 骨架曲线 |
3.3.3 变形与承载力特征值 |
3.3.4 承载力退化 |
3.3.5 刚度退化 |
3.3.6 能量耗散 |
3.4 二层二跨足尺装配式混凝土异形柱框架结构抗震性能分析 |
3.4.1 滞回曲线 |
3.4.2 骨架曲线 |
3.4.3 变形与承载力特征值 |
3.4.4 承载力退化 |
3.4.5 刚度退化 |
3.4.6 能量耗散 |
3.5 浆锚节点区受力性能分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于等效代换的静力弹塑性分析 |
4.1 静力弹塑性分析原理 |
4.1.1 基本假定 |
4.1.2 实施步骤 |
4.1.3 侧向力分布模式 |
4.2 有限元模型 |
4.2.1 塑性铰 |
4.2.2 异形柱截面等效代换原理 |
4.2.3 反应谱设计 |
4.2.4 有限元模型建立 |
4.3 抗震性能评估方法 |
4.3.1 层间位移角限值 |
4.3.2 框架结构屈服机制 |
4.4 开间向单榀混凝土异形柱框架结构推覆分析 |
4.4.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.4.2 框架屈服机制分析 |
4.4.3 层间位移角分析 |
4.5 进深向单榀混凝土异形柱框架结构推覆分析 |
4.5.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.5.2 框架屈服机制分析 |
4.5.3 层间位移角分析 |
4.6 混凝土异形柱空间框架结构推覆分析 |
4.6.1 基底剪力-顶点位移抗力曲线 |
4.6.2 框架屈服机制分析 |
4.6.3 层间位移角分析 |
4.6.4 模态分析 |
4.6.5 能力谱曲线分析 |
4.7 本章小结 |
5 讨论 |
5.1 现浇整体式与预制装配式异形柱框架结构抗震性能对比分析 |
5.2 轴压比对装配式异形柱框架结构抗震性能的影响分析 |
5.3 对装配式混凝土异形柱框架结构其它抗震性能指标的讨论 |
5.3.1 残余变形 |
5.3.2 层间不均匀性 |
5.3.3 L形柱压-弯-剪-扭复合受力 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的成果及参与项目 |
(3)采用异形柱的钢管混凝土梁柱节点力学性能及其健康监测研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 钢管混凝土异形柱力学性能研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
1.3.1 研究思路 |
1.3.2 研究内容 |
第2章 有限元模型建立 |
2.1 有限元软件简介 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 节点尺寸 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 T形钢管混凝土柱-钢梁节点模型建立 |
2.3.1 本构关系 |
2.3.2 加载制度 |
2.3.3 模型的单元划分 |
2.3.4 相互作用及边界条件 |
2.3.5 破坏形式对比 |
2.4 T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点模型的建立 |
2.4.1 模型尺寸 |
2.4.2 屈服位移的确定 |
2.4.3 模型单元划分 |
2.5 加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点模型的建立 |
2.5.1 加强板尺寸 |
2.5.2 模型单元划分 |
2.6 本章小结 |
第3章 单向荷载作用下三种节点的力学性能研究 |
3.1 三种节点的应力分布 |
3.1.1 T形钢管混凝土柱-钢梁(JD1)节点应力分布 |
3.1.2 T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁节点(JD2)应力分布 |
3.1.3 加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁(JD3)节点应力分布 |
3.2 三种节点的承载力分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 低周循环荷载作用下三种节点抗震性能研究 |
4.1 三种节点的应力分布 |
4.1.1 T形钢管混凝土柱-钢梁(JD1)节点应力分布 |
4.1.2 T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁(JD2)节点应力分布 |
4.1.3 加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁(JD3)节点应力分布 |
4.2 三种节点的滞回性能 |
4.3 三种节点的骨架曲线 |
4.4 三种节点的延性 |
4.5 三种节点的耗能性能 |
4.6 三种节点的刚度退化 |
4.7 三种节点的强度退化 |
4.8 本章小结 |
第5章 不同参数对节点力学性能的影响 |
5.1 不同参数对T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁(JD2)节点力学性能影响 |
5.1.1 不同端板厚度对JD2节点力学性能影响 |
5.1.2 不同螺栓规格对JD2节点力学性能影响 |
5.1.3 不同轴压比对JD2节点力学性能影响 |
5.1.4 梁和柱的不同核心混凝土强度等级对JD2节点力学性能影响 |
5.2 不同参数对加强T形钢管混凝土柱-钢管混凝土梁(JD3)节点力学性能影响 |
5.2.1 不同端板厚度对JD3节点力学性能影响 |
5.2.2 不同螺栓规格对JD3节点力学性能影响 |
5.2.3 不同轴压比对JD3节点力学性能影响 |
5.2.4 梁和柱的不同核心混凝土强度等级对JD3节点力学性能影响 |
5.2.5 不同加强板厚度对JD3节点力学性能影响 |
5.3 本章小结 |
第6章 节点健康监测 |
6.1 结构健康监测技术 |
6.2 传感器子系统 |
6.2.1 黑磷烯传感器 |
6.2.2 传感器的布置 |
6.3 数据缺失与重建 |
6.4 其它子系统 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(4)装配式钢管混凝土异形柱边框架抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 装配式混凝土结构的研究现状 |
1.3 异形柱框架结构研究现状 |
1.3.1 钢筋混凝土异形柱框架结构 |
1.3.2 型钢混凝土异形柱框架结构 |
1.3.3 钢管混凝土异形柱框架结构 |
1.4 研究内容 |
第2章 装配式钢管混凝土异形柱边框架的试验设计 |
2.1 试验目的 |
2.2 试验方案设计 |
2.2.1 预制试件的尺寸及配筋 |
2.2.2 装配方案的设计 |
2.3 预制试件制作 |
2.3.1 钢骨架及钢筋骨架部分 |
2.3.2 混凝土部分 |
2.4 框架的装配 |
2.5 材料力学性能测定 |
2.5.1 钢材 |
2.5.2 混凝土 |
2.5.3 灌浆料 |
2.6 试验测试项目 |
2.6.1 测试内容 |
2.6.2 测点布置 |
2.7 加载方案 |
2.7.1 加载装置 |
2.7.2 加载制度 |
第3章 试验过程与试验结果分析 |
3.1 试验过程及破坏形态 |
3.1.1 破坏过程分析 |
3.1.2 破坏机制分析 |
3.2 滞回曲线 |
3.3 骨架曲线 |
3.4 承载力及延性 |
3.4.1 承载力及位移 |
3.4.2 延性 |
3.5 耗能能力 |
3.6 位移角 |
3.7 刚度退化 |
3.8 强度衰减 |
3.9 应变分析 |
3.9.1 钢管应变 |
3.9.2 梁底部纵筋应变 |
3.9.3 节点核心区应变 |
第4章 钢管混凝土异形柱边框架的有限元分析 |
4.1 ABAQUS软件介绍 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 定义量纲 |
4.2.2 建立部件及装配 |
4.2.3 定义材料属性 |
4.2.4 划分网格与选取单元 |
4.2.5 设置分析步 |
4.2.6 定义相互作用与边界条件 |
4.3 有限元计算结果分析 |
4.3.1 荷载-位移曲线 |
4.3.2 刚度分析 |
4.3.3 延性分析 |
4.3.4 模型的变形图 |
4.3.5 应力应变分布图 |
4.3.6 受力特性分析 |
4.3.7 塑性铰对比 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
导师简介 |
企业导师简介 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
(5)钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架抗震性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
主要符号 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外相关领域的研究现状 |
1.2.1 钢管混凝土柱框架结构 |
1.2.2 钢筋混凝土异形柱框架结构 |
1.2.3 钢管混凝土组合异形柱框架结构 |
1.2.4 钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架节点 |
1.2.5 钢管混凝土异形柱-H形钢梁框架结构 |
1.2.6 小结 |
1.3 本文的主要工作 |
2 钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架抗震性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 试件设计与制作 |
2.2.2 材料力学性能 |
2.2.3 试验装置及加载制度 |
2.2.4 试验测量方案 |
2.3 试验现象 |
2.3.1 试件ED3 |
2.3.2 试件ED5 |
2.3.3 试件VR3 |
2.3.4 试件VR5 |
2.3.5 小结 |
2.4 试验结果分析 |
2.4.1 水平荷载-位移滞回曲线与骨架曲线 |
2.4.2 延性 |
2.4.3 耗能能力 |
2.4.4 刚度与强度退化 |
2.4.5 应力与应变 |
2.4.6 梁柱转角与节点核心区变形 |
2.4.7 受力机理与破坏机制 |
2.5 本章小结 |
3 钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架有限元分析 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模型的建立 |
3.2.1 材料的本构关系 |
3.2.2 单元类型和网格划分 |
3.2.3 相互作用 |
3.2.4 边界条件和施加荷载 |
3.3 有限元模型的验证 |
3.3.1 骨架曲线 |
3.3.2 破坏形态 |
3.3.3 塑性铰形成机制 |
3.4 钢管混凝土异形柱框架受力性能分析 |
3.4.1 节点区应力分析 |
3.4.2 外环板和竖向肋板应力分析 |
3.4.3 对拉钢筋加劲肋应力分析 |
3.5 本章小结 |
4 钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架滞回性能分析 |
4.1 引言 |
4.2 纤维模型的建立 |
4.2.1 材料的本构关系 |
4.2.2 单元类型与截面单元划分 |
4.2.3 边界条件和施加荷载 |
4.3 纤维模型的验证 |
4.3.1 滞回曲线与骨架曲线 |
4.3.2 梁端与柱端弯矩-曲率滞回曲线 |
4.3.3 塑性铰区段曲率 |
4.3.4 塑性铰形成机制 |
4.4 塑性铰发展程度量化指标 |
4.5 钢管混凝土异形柱框架滞回性能影响因素分析 |
4.5.1 混凝土强度等级 |
4.5.2 钢材强度等级 |
4.5.3 柱含钢率(α) |
4.5.4 柱轴压比(n) |
4.5.5 柱长细比(λ) |
4.5.6 梁柱线刚度比(i) |
4.5.7 梁柱抗弯承载力比(km) |
4.6 P-△效应对钢管混凝土异形柱框架滞回性能的影响 |
4.7 试验装置误差的简单探讨 |
4.8 本章小结 |
5 钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架静力弹塑性分析 |
5.1 引言 |
5.2 静力弹塑性分析方法介绍 |
5.2.1 基本假定 |
5.2.2 基本步骤 |
5.2.3 水平加载模式 |
5.2.4 能力谱 |
5.2.5 需求谱 |
5.3 结构模型建立 |
5.3.1 设计原则 |
5.3.2 设计信息 |
5.4 性能点求解 |
5.5 抗震性能评估 |
5.5.1 楼层位移 |
5.5.2 层间位移角 |
5.5.3 塑性铰发展规律 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
C 学位论文数据集 |
致谢 |
(6)十字型多腔钢管混凝土异形柱力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 钢管混凝土异形柱的研究现状 |
1.3 钢管混凝土异形柱的应用 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 十字型多腔钢管混凝土异形柱轴压性能分析 |
2.1 有限元分析 |
2.2 理论计算分析 |
2.3 本章小结 |
3 十字型多腔钢管混凝土异形柱压弯性能分析 |
3.1 有限元分析 |
3.2 理论计算分析 |
3.3 本章小结 |
4 十字型多腔钢管混凝土异形柱抗震性能分析 |
4.1 抗震性能指标 |
4.2 受力机理分析 |
4.3 轴压比的影响 |
4.4 混凝土强度的影响 |
4.5 钢管厚度的影响 |
4.6 高宽比的影响 |
4.7 加载角度的影响 |
4.8 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(7)钢筋混凝土梁托柱转换结构抗火性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 转换结构简介 |
1.1.1 转换结构的概念及主要形式 |
1.1.2 国内外转换结构研究综述 |
1.2 建筑结构抗火性能研究进展 |
1.2.1 火灾作用下建筑结构的耐火性能 |
1.2.2 火灾作用后建筑结构的剩余承载性能 |
1.3 本文主要内容 |
第二章 火灾作用下钢筋混凝土梁托柱转换结构节点单元耐火性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试件设计及制作 |
2.3 材料性能 |
2.4 试验装置 |
2.4.1 水平试验炉改造 |
2.4.2 力学加载装置 |
2.5 试验测量内容 |
2.6 耐火极限的判断条件 |
2.7 升温曲线 |
2.8 试验过程 |
2.9 试验结果 |
2.9.1 试验实测温度场 |
2.9.2 裂缝及破坏模式 |
2.9.3 实测试件竖向变形 |
2.9.4 实测试件耐火极限 |
2.10 耐火极限的影响因素 |
2.10.1 荷载比的影响分析 |
2.10.2 受火工况的影响分析 |
2.10.3 不同节点单元试验结果的对比分析 |
2.11 本章小结 |
第三章 钢筋混凝土梁托柱转换结构节点单元火灾后承载性能试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试件设计及制作 |
3.3 升温过程试验 |
3.3.1 升温试验过程 |
3.3.2 升温试验现象 |
3.4 受火作用后试件力学加载试验 |
3.4.1 试验装置 |
3.4.2 试验加载制度 |
3.4.3 变形测量 |
3.4.4 试验现象及结果 |
3.5 剩余承载性能的影响因素 |
3.5.1 升温时间的影响分析 |
3.5.2 受火工况的影响分析 |
3.5.3 不同节点单元试验结果对比分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 钢筋混凝土梁托柱转换结构节点单元热力耦合作用下耐火性能有限元分析 |
4.1 引言 |
4.2 分析模型的建立 |
4.2.1 温度场分析模型 |
4.2.2 力学性能分析模型 |
4.3 有限元模拟与试验实测结果比较 |
4.4 影响梁托柱节点单元耐火极限的因素分析 |
4.4.1 升温曲线对耐火极限的影响 |
4.4.2 钢筋保护层厚度对耐火极限的影响 |
4.4.3 附加钢筋对耐火极限的影响 |
4.4.4 受火工况对耐火极限的影响 |
4.4.5 不同节点单元耐火极限的比较分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 钢筋混凝土梁托柱转换结构节点单元火灾后承载性能有限元分析 |
5.1 引言 |
5.2 温度场分析 |
5.2.1 材料热工参数取值 |
5.2.2 有限元分析温度场与试验实测值的比较 |
5.3 火灾后承载性能分析 |
5.3.1 材料热工参数取值 |
5.3.2 有限元分析流程 |
5.3.3 边界条件 |
5.4 承载性能分析结果与试验实测值比较 |
5.4.1 荷载-托梁挠度关系曲线 |
5.4.2 破坏模式 |
5.5 火灾后梁托柱节点单元承载性能影响因素分析 |
5.5.1 升降温曲线对火灾后承载性能的影响 |
5.5.2 升温时间对火灾后承载性能的影响 |
5.5.3 受火工况对火灾后承载性能的影响 |
5.5.4 不同形式节点单元火灾后承载性能的比较分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 火灾作用下钢筋混凝土梁托柱转换结构模型的变形模式分析 |
6.1 引言 |
6.2 有限元模型建立 |
6.2.1 分析模型 |
6.2.2 火灾工况设计 |
6.2.3 有限元模型参数设置 |
6.2.4 边界条件及荷载作用 |
6.2.5 单元选取及网格划分 |
6.3 温度场分析 |
6.4 变形模式分析 |
6.4.1 特征点位移 |
6.4.2 梁托柱转换结构整体变形模式 |
6.5 本章小结 |
第七章 火灾作用下梁托柱转换结构模型内力重分布规律及塑性铰产生机理分析 |
7.1 引言 |
7.2 热力耦合作用下梁托柱转换结构模型内力分析 |
7.2.1 内力输出方法 |
7.2.2 内力-升温时间关系曲线 |
7.3 梁托柱转换结构的内力重分布 |
7.3.1 常温下的内力分布 |
7.3.2 火灾高温作用下梁托柱转换结构模型的内力重分布及规律分析 |
7.3.3 梁托柱转换结构结构高温内力重分布规律 |
7.4 .梁托柱转换结构模型的塑性铰产生机理分析 |
7.4.1 有限元模型建立 |
7.4.2 梁、柱构件的弯矩-曲率关系 |
7.4.3 梁、柱构件的屈服曲线及破坏曲线 |
7.4.4 热力耦合作用下结构塑性铰的形成和发展 |
7.5 钢筋混凝土梁托柱转换结构火灾危害性评价 |
7.5.1 常温区构件塑性铰判断方法 |
7.5.2 高温区构件塑性铰判断方法 |
7.5.3 不同火灾工况下梁托柱转换结构模型塑性铰产生机理 |
7.6 钢筋混凝土梁托柱转换结构抗火设计建议 |
7.7 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间所取得的研究成果 |
1.论文 |
2.参与的科研项目 |
致谢 |
(8)压弯剪扭复合受力十字形截面柱抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 RC异形柱体系研究综述 |
1.2.2 SRC异形柱体系研究综述 |
1.2.3 复合受扭理论研究 |
1.2.4 复合受扭试验研究 |
1.2.5 复合受扭计算研究 |
1.3 技术路线及研究内容 |
1.3.1 技术路线 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 创新点 |
第二章 压弯剪扭复合受力十字形截面柱抗震性能试验研究 |
2.1 模型选取 |
2.2 试件设计 |
2.3 试件制作 |
2.3.1 RC十字形柱钢筋笼制作 |
2.3.2 SRC十字形柱型钢骨架制作 |
2.3.3 混凝土浇筑 |
2.4 加载装置及数据测量 |
2.4.1 加载装置 |
2.4.2 加载制度 |
2.4.3 数据测量及侧面命名 |
2.5 加载过程及现象 |
2.5.1 试验过程描述 |
2.5.2 试件破坏形态 |
2.6 本章小结 |
第三章 压弯剪扭复合受力RC十字形柱抗震试验结果分析 |
3.1 滞回曲线 |
3.1.1 弯曲-位移滞回曲线 |
3.1.2 扭矩-扭转角滞回曲线 |
3.2 骨架曲线 |
3.2.1 弯曲-位移骨架曲线 |
3.2.2 扭矩-扭转角骨架曲线 |
3.3 承载力和变形 |
3.3.1 弯曲承载力和位移 |
3.3.2 扭转承载力和扭转角 |
3.4 刚度退化 |
3.4.1 侧移刚度退化 |
3.4.2 扭转刚度退化 |
3.5 延性系数 |
3.5.1 位移延性系数 |
3.5.2 扭转角延性系数 |
3.6 耗能能力 |
3.6.1 弯曲耗能能力 |
3.6.2 扭转耗能能力 |
3.6.3 总耗能能力 |
3.7 层间位移角 |
3.8 强度退化 |
3.8.1 弯曲强度退化 |
3.8.2 扭转强度退化 |
3.9 应变分析 |
3.10 本章小结 |
第四章 压弯剪扭复合受力SRC十字形柱抗震试验结果分析 |
4.1 滞回曲线 |
4.1.1 弯曲-位移滞回曲线 |
4.1.2 扭矩-扭转角滞回曲线 |
4.2 骨架曲线 |
4.2.1 弯曲-位移骨架曲线 |
4.2.2 扭矩-扭转角骨架曲线 |
4.3 承载力和变形 |
4.3.1 弯曲承载力和位移 |
4.3.2 扭转承载力和扭转角 |
4.4 刚度退化 |
4.4.1 侧移刚度退化 |
4.4.2 扭转刚度退化 |
4.5 延性系数 |
4.5.1 位移延性系数 |
4.5.2 扭转角延性系数 |
4.6 耗能能力 |
4.6.1 弯曲耗能能力 |
4.6.2 扭转耗能能力 |
4.6.3 总耗能能力 |
4.7 层间位移角 |
4.8 强度退化 |
4.8.1 弯曲强度退化 |
4.8.2 扭转强度退化 |
4.9 应变分析 |
4.10 本章小结 |
第五章 压弯剪扭复合受力十字形截面柱有限元模拟分析 |
5.1 概述 |
5.2 材料本构模型 |
5.2.1 混凝土本构模型 |
5.2.2 钢材本构模型 |
5.3 模型建立 |
5.3.1 单元类型及相互作用 |
5.3.2 边界条件及荷载 |
5.4 计算结果验证 |
5.4.1 试件变形图 |
5.4.2 钢材应力及混凝土损伤云图 |
5.4.3 滞回曲线对比分析 |
5.4.4 骨架曲线对比分析 |
5.4.5 延性对比分析 |
5.4.6 耗能能力对比分析 |
5.5 轴压比的影响 |
5.5.1 滞回曲线 |
5.5.2 骨架曲线 |
5.5.3 耗能能力 |
5.6 扭弯比的影响 |
5.6.1 滞回曲线 |
5.6.2 骨架曲线 |
5.6.3 耗能能力 |
5.7 配箍率的影响 |
5.7.1 滞回曲线 |
5.7.2 骨架曲线 |
5.7.3 耗能能力 |
5.8 肢高肢厚比的影响 |
5.8.1 滞回曲线 |
5.8.2 骨架曲线 |
5.8.3 耗能能力 |
5.9 剪跨比的影响 |
5.9.1 滞回曲线 |
5.9.2 骨架曲线 |
5.9.3 耗能能力 |
5.10 型钢腹板的影响 |
5.10.1 滞回曲线 |
5.10.2 骨架曲线 |
5.10.3 耗能能力 |
5.11 型钢翼缘的影响 |
5.11.1 滞回曲线 |
5.11.2 骨架曲线 |
5.11.3 耗能能力 |
5.12 本章小结 |
第六章 压弯剪扭复合受力十字形截面柱恢复力模型 |
6.1 概述 |
6.2 骨架曲线的确定 |
6.2.1 骨架曲线参数确定 |
6.2.2 骨架曲线验证 |
6.3 滞回环的确定 |
6.3.1 弯曲-位移滞回环 |
6.3.2 扭矩-扭转角滞回环 |
6.4 滞回规则 |
6.4.1 弯曲滞回规则 |
6.4.2 扭转滞回规则 |
6.5 恢复力模型验证 |
6.6 本章小结 |
第七章 压弯剪扭复合受力十字形截面柱抗扭承载力计算 |
7.1 受力机理 |
7.1.1 混凝土开裂阶段 |
7.1.2 破坏机构形成阶段 |
7.1.3 构件破坏阶段 |
7.2 荷载相关性 |
7.2.1 轴力作用影响 |
7.2.2 剪力作用影响 |
7.2.3 弯矩作用影响 |
7.2.4 压弯剪作用影响 |
7.3 RC十字形柱抗扭承载力计算 |
7.3.1 设计公式 |
7.3.2 归一化公式 |
7.4 SRC十字形柱抗扭承载力计算公式 |
7.4.1 SRC结构承载力各国规范对比 |
7.4.2 实腹式型钢混凝土十字形柱抗扭承载力计算公式 |
7.4.3 空腹T型钢混凝土十字形柱抗扭承载力计算公式 |
7.4.4 空腹槽钢混凝土十字形柱抗扭承载力计算公式 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间科研成果、获奖情况及参与科研项目 |
(9)实腹式型钢混凝土异形柱空间框架抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 背景和选题意义 |
1.1.1 异形柱及其特点 |
1.1.2 钢筋混凝土异形柱的局限 |
1.1.3 型钢混凝土异形柱的研究及其意义 |
1.2 钢筋混凝土异形柱体系现状 |
1.2.1 钢筋混凝土异形柱 |
1.2.2 型钢混凝土异形柱结构的研究现状 |
1.3 主要研究工作 |
2 型钢混凝土空间异形柱框架抗震性能试验 |
2.1 引言 |
2.2 试验研究目的及内容 |
2.3 模型设计与制作 |
2.3.1 试验模型设计 |
2.3.2 模型制作 |
2.3.3 模型配重 |
2.3.4 材性试验 |
2.4 载荷和边界条件的施加 |
2.4.1 基础的加固与底部边界条件的施加 |
2.4.2 传力装置的制作 |
2.4.3 竖向荷载的施加 |
2.5 模型试验方案 |
2.5.1 测试内容及相应测点布置 |
2.5.2 加载装置的布置 |
2.5.3 试验加载制度 |
2.6 试验过程 |
2.6.1 加载破坏过程 |
2.6.2 应变反应分析 |
2.6.3 破坏特征分析 |
2.7 本章总结 |
3 型钢混凝土空间异形柱框架抗震性能试验结果分析 |
3.1 滞回曲线 |
3.1.1 整体滞回曲线 |
3.1.2 层间滞回曲线 |
3.2 骨架曲线 |
3.3 延性 |
3.4 位移角 |
3.5 耗能能力 |
3.5.1 滞回耗能 |
3.5.2 等效粘滞阻尼系数 |
3.6 刚度退化 |
3.6.1 整体刚度退化 |
3.6.2 层间刚度退化 |
3.7 强度衰减 |
3.8 本章小结 |
4 基于OpenSees的 SRC空间异形柱框架有限元分析 |
4.1 有限元软件概述 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 构件纤维截面的划分 |
4.2.2 材料的本构模型 |
4.2.3 单元模型的确定 |
4.2.4 计算参数的确定 |
4.3 有限元模拟与试验结果的对比 |
4.4 弯矩-曲率滞回曲线 |
4.4.1 梁端弯矩-曲率滞回曲线 |
4.4.2 柱端弯矩-曲率滞回曲线 |
4.5 空间框架破坏机制 |
4.6 空间框架协同工作机制 |
4.7 有限元模型的参数分析 |
4.7.1 不同加载角对SRC空间异形柱框架抗震性能的影响 |
4.7.2 轴压比对SRC空间异形柱框架抗震性能的影响 |
4.7.3 柱肢长宽比对SRC空间异形柱框架抗震性能的影响 |
4.8 本章总结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
附录一 :硕士期间参与的主要科研项目 |
(10)型钢混凝土异形柱及其框架的地震损伤性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 本课题的研究背景 |
1.3 型钢混凝土异形柱结构体系的研究现状 |
1.3.1 型钢混凝土异形柱的研究现状 |
1.3.2 型钢混凝土异形柱节点的研究现状 |
1.3.3 型钢混凝土异形柱框架的研究现状 |
1.4 结构损伤的概念及研究现状 |
1.4.1 单参数地震损伤模型 |
1.4.2 双参数地震损伤模型 |
1.5 本文研究的主要内容 |
2 型钢混凝土异形柱地震损伤性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试件设计 |
2.3 材料的力学性能 |
2.4 加载方案及测量内容 |
2.4.1 加载装置 |
2.4.2 加载制度 |
2.4.3 量测方案 |
2.5 试验过程 |
2.5.1 试验现象 |
2.5.2 试件损伤破坏特征分析 |
2.6 试验结果分析 |
2.6.1 荷载-位移曲线 |
2.6.2 骨架曲线 |
2.6.3 耗能能力 |
2.6.4 延性性能 |
2.6.5 位移角限值 |
2.6.6 刚度退化 |
2.6.7 强度退化 |
2.6.8 应变分析 |
2.7 本章小结 |
3 基于OpenSees纤维模型的型钢混凝土异形柱数值模拟分析 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模型的建立 |
3.2.1 截面模型的选取 |
3.2.2 材料本构模型选取 |
3.2.3 单元模型选取 |
3.2.4 边界条件设定与荷载施加 |
3.3 有限元结果验证 |
3.4 局部配钢率对型钢混凝土异形柱抗震性能的影响 |
3.4.1 不同局部配钢率试件的设计 |
3.4.2 有限元计算结果 |
3.4.3 试件力学性能分析 |
3.5 本章小结 |
4 型钢混凝土异形柱地震损伤模型及性能量化指标研究 |
4.1 引言 |
4.2 损伤指数的定义 |
4.3 现有损伤模型的分析 |
4.4 型钢混凝土异形柱损伤模型 |
4.4.1 力学性能的衰退 |
4.4.2 有效耗能及开裂荷载的影响 |
4.4.3 基于变形和能量的损伤模型建立 |
4.5 模型参变量的确定 |
4.5.1 有效耗能E_(i,e) |
4.5.2 开裂位移△_(cr) |
4.5.3 最大位移△_(max,i) |
4.5.4 极限耗能E_(u,i) |
4.5.5 极限变形△_(u,i) |
4.6 损伤指数计算 |
4.7 性能水准量化指标研究 |
4.8 不同性能水准下型钢混凝土异形柱损伤阈值的确定 |
4.9 本章小结 |
5 考虑损伤效应的型钢混凝土异形柱恢复力模型研究 |
5.1 引言 |
5.2 型钢混凝土异形柱结构恢复力模型研究现状 |
5.3 考虑损伤效应的型钢混凝土异形柱恢复力模型 |
5.3.1 骨架曲线的确定 |
5.3.2 骨架曲线特征点的计算 |
5.3.3 考虑损伤效应的滞回规则 |
5.4 恢复力模型验证 |
5.5 本章小结 |
6 型钢混凝土异形柱框架多尺度地震损伤研究 |
6.1 引言 |
6.2 型钢混凝土异形柱框架拟静力试验 |
6.2.1 试件设计及制作 |
6.2.2 试验方案 |
6.2.3 试件破坏特征及试验结果分析 |
6.3 构件地震损伤评估 |
6.3.1 框架梁地震损伤评估 |
6.3.2 框架柱地震损伤评估 |
6.4 楼层地震损伤评估 |
6.5 整体结构损伤评估 |
6.5.1 整体法地震损伤模型 |
6.5.2 加权系数法地震损伤模型 |
6.5.3 型钢混凝土异形柱框架地震损伤模型 |
6.6 型钢混凝土异形柱框架地震损伤水平研究 |
6.7 本章小结 |
7 型钢混凝土异形柱框架基于损伤性能的抗震设计 |
7.1 引言 |
7.2 地震损伤性能目标 |
7.2.1 抗震设防水准 |
7.2.2 地震损伤性能目标的确定 |
7.2.3 地震损伤性能目标的实现 |
7.3 型钢混凝土异形柱框架结构构件截面设计 |
7.4 随机地震作用下结构的损伤评估 |
7.4.1 地震作用下框架梁的损伤评估 |
7.4.2 地震作用下框架柱的损伤评估 |
7.4.3 地震作用下结构整体损伤评估 |
7.5 基于地震损伤性能的设计方法 |
7.5.1 等效单自由度体系的建立 |
7.5.2 基底剪力的分布形式 |
7.5.3 基于损伤性能设计方法的步骤 |
7.6 算例分析 |
7.6.1 算例设计 |
7.6.2 多遇地震下结构的性能设计 |
7.6.3 设防地震下结构的性能设计 |
7.6.4 罕遇地震下结构的性能设计 |
7.7 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
附录1 :攻读博士学位期间发表和已投递的学术论文 |
附录2 :攻读博士学位期间参与的科研项目 |
附录3 :攻读博士期间获得的国家专利 |
附录4 :攻读博士期间获得的奖项 |
四、异形柱空间框架结构的受力性能研究(论文参考文献)
- [1]型钢混凝土异形柱框架空间受力性能分析[J]. 刘祖强,陈炜灿,毛冬旭,薛建阳. 工程力学, 2021(07)
- [2]装配式钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能足尺试验与分析[D]. 倪韦斌. 山东农业大学, 2021
- [3]采用异形柱的钢管混凝土梁柱节点力学性能及其健康监测研究[D]. 王家鑫. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [4]装配式钢管混凝土异形柱边框架抗震性能研究[D]. 王帅. 华北理工大学, 2020(02)
- [5]钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架抗震性能研究[D]. 唐新. 重庆大学, 2019(01)
- [6]十字型多腔钢管混凝土异形柱力学性能研究[D]. 王宁. 山东科技大学, 2019(05)
- [7]钢筋混凝土梁托柱转换结构抗火性能试验研究[D]. 孔维一. 东南大学, 2019(01)
- [8]压弯剪扭复合受力十字形截面柱抗震性能研究[D]. 刘祥. 广西大学, 2019(11)
- [9]实腹式型钢混凝土异形柱空间框架抗震性能研究[D]. 陈炜灿. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [10]型钢混凝土异形柱及其框架的地震损伤性能研究[D]. 周超锋. 西安建筑科技大学, 2019