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型钢混凝土异形柱正截面承载力试验及有限元分析

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建筑结构学报 2013年第10期34卷 108-119页

作者：陈宗平王妮钟铭薛建阳苏益声广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为研究型钢混凝土(SRC)异形柱的正截面承载力性能,设计22个试件进行静力和循环加载试验研究,分析其破坏机理。编写了计算机程序,利用程序分析了加载角、截面配钢形式、配钢率、混凝土强度等级以及柱肢高厚比等变化参数对SRC异形柱正截... 详细信息

为研究型钢混凝土(SRC)异形柱的正截面承载力性能,设计22个试件进行静力和循环加载试验研究,分析其破坏机理。编写了计算机程序,利用程序分析了加载角、截面配钢形式、配钢率、混凝土强度等级以及柱肢高厚比等变化参数对SRC异形柱正截面承载力的影响,并与钢筋混凝土(RC)异形柱的正截面承载力进行对比分析。研究结果表明:SRC异形柱破坏形态表现为大偏心受压破坏、小偏心受压破坏和轴心受压破坏;截面应变基本符合平截面假定;加载角和截面配钢形式对正截面承载能力有显著影响,T形柱的薄弱加载方向是0°、90°和315°,L形柱的薄弱加载方向是90°和315°,十形柱的薄弱加载方向是0°,实腹配钢比空腹配钢试件的承载能力有明显提高;适当增加截面配钢率、混凝土强度等级以及柱肢高厚比均能有效提高SRC异形柱的正截面承载能力;当截面配钢率不大于6%时,SRC异形柱的承载力与普通的RC异形柱相比提高36%以上。

关键词：型钢混凝土异形柱静力试验拟静力试验有限元分析正截面承载力

型钢混凝土异形柱框架结构平扭振动反应及地震内力分析

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振动与冲击 2019年第14期38卷 74-82页

作者：薛建阳胡宗波刘祖强西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 武警工程大学装备管理与保障学院西安710086

通过对5层实腹式型钢混凝土异形柱空间框架结构模型进行三向地震模拟振动台试验,获得了结构平动、扭转、平扭耦合动力特性,并对结构的多维地震反应、耗能能力、损伤程度、地震内力及平扭振动规律进行了综合分析。结果表明:模型结构前4... 详细信息

通过对5层实腹式型钢混凝土异形柱空间框架结构模型进行三向地震模拟振动台试验,获得了结构平动、扭转、平扭耦合动力特性,并对结构的多维地震反应、耗能能力、损伤程度、地震内力及平扭振动规律进行了综合分析。结果表明:模型结构前4阶自振频率对应的振型形态依次为X向平动、Y向平扭、扭转和Y向平动;随着地震强度的增加,型钢混凝土异形柱框架结构的自振频率不断下降,加速度放大系数逐渐减小,结构塑性变形不断发展,结构内部损伤逐渐累积,地震能量耗散不断增加,整体累积滞回耗能时程曲线呈台阶势跃迁;在历经0.80g地震作用后,模型结构平扭耦合引起的层间位移角最大值为1/39,超过弹塑性层间位移角限值要求,模型结构的变形和能量双参数模型损伤指数达到0.56;对比模型结构扭转效应发现,偶然偏心平扭耦合作用对模型结构的抗震性能影响较小,其偶然相对偏心距小于0.1;分析计算模型抗扭刚度、地震内力可知,在加载后期,随着水平侧移的增大,楼层的等效抗扭刚度退化并不明显,表明结构具有良好的抗震性能和抗扭变形能力。

关键词：型钢混凝土异形柱框架结构平扭振动地震内力抗扭性能

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型钢混凝土异形柱框架地震损伤分析

工程力学 2021年第1期38卷 143-153页

作者：刘祖强任甭优薛建阳周超锋西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安 710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安 710055

为实现对型钢混凝土异形柱框架的地震损伤分析,采用加权系数法建立了能够反映构件损伤、楼层损伤和整体框架损伤三者迁移演化的地震损伤模型,并对两榀型钢混凝土异形柱框架进行了地震损伤试验及有限元模拟,获得了梁的弯矩-转角滞回曲线... 详细信息

为实现对型钢混凝土异形柱框架的地震损伤分析,采用加权系数法建立了能够反映构件损伤、楼层损伤和整体框架损伤三者迁移演化的地震损伤模型,并对两榀型钢混凝土异形柱框架进行了地震损伤试验及有限元模拟,获得了梁的弯矩-转角滞回曲线和柱的水平荷载-位移滞回曲线,进而对试件的地震损伤指数进行了计算分析.结果表明,构件、楼层和整体框架的损伤指数变化规律与试件的破坏发展历程较为吻合,说明所建立的型钢混凝土异形柱框架地震损伤模型是合理的.基于试件的破坏状态及地震损伤分析结果,提出了型钢混凝土异形柱框架对应5个性能水平的损伤指数范围,为该类结构的震后损伤评估提供了依据.

关键词：型钢混凝土异形柱框架结构损伤模型损伤分析试验研究有限元模拟

来源：评论

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型钢混凝土异形柱恢复力特性的试验研究

地震工程与工程振动 2009年第2期29卷 86-91页

作者：刘义赵鸿铁薛建阳陈宗平西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

为了研究型钢混凝土异形柱的抗震性能,进行了17根型钢混凝土异形柱模型的拟静力试验,得到了型钢混凝土异形柱模型在低周反复荷载作用下的滞回曲线和P-Δ骨架曲线。通过试验结果的分析,给出了各关键点的试验数据及刚度退化规律,建议型钢... 详细信息

为了研究型钢混凝土异形柱的抗震性能,进行了17根型钢混凝土异形柱模型的拟静力试验,得到了型钢混凝土异形柱模型在低周反复荷载作用下的滞回曲线和P-Δ骨架曲线。通过试验结果的分析,给出了各关键点的试验数据及刚度退化规律,建议型钢混凝土异形柱恢复力模型采用双线型模型和退化三线型模型,并给出了恢复力模型各阶段刚度参数的计算公式,为型钢混凝土异形柱的非线性地震反应分析提供了理论参考。

关键词：型钢混凝土异形柱滞回性能拟静力试验恢复力模型

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型钢混凝土异形柱框架地震反应特性研究

建筑结构 2010年第S1期40卷 120-122,421页

作者：余洁秦浩西北电力设计院西安710075 陕西省电力设计院西安710054

论文采用有限元软件ANSYS分别建立了三组对比模型。计算分析了钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有型钢相同含钢率的型钢混凝土矩形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有等形心轴惯性矩的钢筋混凝土矩形柱、钢筋混凝土异形柱和型钢... 详细信息

论文采用有限元软件ANSYS分别建立了三组对比模型。计算分析了钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有型钢相同含钢率的型钢混凝土矩形柱和型钢混凝土异形柱框架,具有等形心轴惯性矩的钢筋混凝土矩形柱、钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架。研究了对比模型在水平地震作用下的振动反应特性。得出型钢混凝土异形框架柱的扭矩和层间位移都较小;具有等形心轴惯性矩的钢筋混凝土矩形柱、钢筋混凝土异形柱和型钢混凝土异形柱框架三种结构的框架柱扭矩和层间位移非常接近,具有相似的振动反应特性。

关键词：型钢混凝土异形柱抗震性能扭矩层间位移

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型钢混凝土异形柱抗震性能足尺试验研究

工业建筑 2020年第6期50卷 156-160,188页

作者：刘平王泽桐崔赛月赵青山河北工业大学土木工程学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401 河北拓为工程设计有限公司河北廊坊065000

通过对4个足尺型钢混凝土异形柱的低周往复荷载试验,对其滞回曲线、承载能力、位移、延性、刚度退化、耗能能力等性能指标进行分析。研究结果表明:相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,试件内部添加型钢,可以减缓试件裂缝的发展,降低试件破... 详细信息

通过对4个足尺型钢混凝土异形柱的低周往复荷载试验,对其滞回曲线、承载能力、位移、延性、刚度退化、耗能能力等性能指标进行分析。研究结果表明:相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,试件内部添加型钢,可以减缓试件裂缝的发展,降低试件破坏程度;剪跨比较大时试件发生弯曲破坏,剪跨比较小时试件发生剪切破坏;相比于足尺钢筋混凝土异形柱试件,在保证试件内部配筋率的前提下,通过内部增加型钢,可以提高试件的承载能力、滞回性能、变形能力、耗能能力和刚度退化率,改善抗震性能;当减少钢筋混凝土异形柱内部纵筋配筋率并内置型钢时,试件的承载力得到提高。

关键词：型钢混凝土异形柱抗震性能足尺试验低周往复荷载剪跨比

型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点地震损伤分析

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工程抗震与加固改造 2017年第2期39卷 18-23页

作者：靳思骞曾磊肖云峰陈熠光任雯婷长江大学湖北荆州434023

为研究地震作用下型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点的地震损伤演化规律,进行了4个L形、4个T形型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点的抗震性能试验。基于低周反复荷载试验研究结果,研究了试件循环加载过程中变形和能量的非线性组合关系,通过引... 详细信息

为研究地震作用下型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点的地震损伤演化规律,进行了4个L形、4个T形型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点的抗震性能试验。基于低周反复荷载试验研究结果,研究了试件循环加载过程中变形和能量的非线性组合关系,通过引入加权指数考虑变形损伤与能量累积损伤的权重变化,考虑配钢率、配箍率、轴压比、配钢形式等因素,建立了能够较好反映地震作用下型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点损伤演化规律的非线性损伤模型,并给出了具体的地震损伤模型表达式。基于提出的地震损伤模型对试验试件进行了地震损伤指标验算,表明模型能够较好地描述型钢混凝土异形柱-钢梁框架节点的地震损伤演化全过程,研究结果为该类结构地震损伤评估及抗震设计提供了理论依据。

关键词：型钢混凝土异形柱框架节点损伤分析损伤模型

地震作用下型钢混凝土异形柱框架动力特性及频谱反应分析

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振动工程学报 2021年第3期34卷 528-538页

作者：胡宗波薛建阳西安建筑科技大学土木工程学院博士后流动站陕西西安710055 武警工程大学装备管理与保障学院陕西西安710086

基于型钢混凝土(SRC)异形柱空间框架模型振动台试验,对模型结构的频谱特性、偏心动力反应、非线性反应规律进行了研究。结果表明:在三向地震作用下,模型结构在高阶振型中依次发生了Y向平扭和X向平扭耦合现象,振型形态依次为X向平动、Y... 详细信息

基于型钢混凝土(SRC)异形柱空间框架模型振动台试验,对模型结构的频谱特性、偏心动力反应、非线性反应规律进行了研究。结果表明:在三向地震作用下,模型结构在高阶振型中依次发生了Y向平扭和X向平扭耦合现象,振型形态依次为X向平动、Y向平扭、Z向振动、扭转、Y向平动;在强震作用下,模型X向、Y向、Z向和扭转自振频率分别下降31.02%,30.10%,39.72%和30.09%;模型结构的频响函数实部曲线的零点、虚部及幅值曲线的峰值点随着加载持时的增加逐渐向低频移动,结构损伤逐渐累积,刚度不断退化,动力刚度接近静刚度,结构的变形较大;通过数值分析可知,当偏心距一定、平扭周期比不变时,偏心结构的自振频率比、平扭耦联系数的峰值点相对于对称结构的峰值点明显推后;在强震作用下,偏心距小于0.1的模型结构的薄弱层出现在结构中下部,偏心距大于0.3的模型结构的薄弱层出现在结构上部;随着偏心距的增大,模型结构提前达到性能点,所有交点处的能力谱曲线未处于承载力明显下降段,结构抗震性能满足要求。

关键词：型钢混凝土异形柱框架结构动力特性频谱分析非线性分析

基于修正Park-Ang模型的型钢混凝土异形柱框架节点地震损伤研究

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建筑结构学报 2015年第8期36卷 90-98页

作者：陈宗平徐金俊陈宇良薛建阳梁莹广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

为了研究型钢混凝土(SRC)异形柱框架节点的地震损伤评估,考虑Park-Ang损伤模型存在数值收敛性差及适用范围受限的不足,结合异形柱结构力学特性,通过引入组合系数提出了适用于SRC异形柱框架节点地震损伤的Park-Ang修正模型。根据低周反... 详细信息

为了研究型钢混凝土(SRC)异形柱框架节点的地震损伤评估,考虑Park-Ang损伤模型存在数值收敛性差及适用范围受限的不足,结合异形柱结构力学特性,通过引入组合系数提出了适用于SRC异形柱框架节点地震损伤的Park-Ang修正模型。根据低周反复荷载作用下SRC异形柱框架平面与空间节点的实测滞回数据,确立了组合系数的计算方法,并对各试验影响因素进行了损伤演化分析。研究结果表明:SRC异形柱框架节点的修正Park-Ang模型损伤指数最大接近1.0,较好地满足了数值收敛性,且理论上更为合理;当水平加载角为45°时,T形截面柱空间节点的损伤水平最低,而十形截面柱空间节点则与之相反;在一定范围内,增大轴压比能延缓SRC异形柱框架节点的地震损伤;配钢形式对平面节点的损伤影响不大,对于空间节点的损伤水平的影响,配槽钢试件的比配T形钢试件的大,配空腹式钢试件的比配实腹式钢试件的大;L形截面柱的节点损伤程度较十形截面柱的大,而十形截面柱的节点损伤发展与累积则远大于T形截面柱节点。

关键词：型钢混凝土异形柱平面节点空间节点 Park-Ang修正模型组合系数损伤指数