全装配式桁架梁组合楼盖平面内刚性性能试验研究

为研究密柱框筒结构中全装配式桁架梁组合楼盖的平面内刚性性能,设计并制作了4个单筒结构的1/3缩尺结构模型（单层、两层框筒模型各两个）,通过楼盖平面内单向加载试验,研究了该类装配式楼盖在平行于及垂直于拼装板缝方向受力时楼盖平面内受力变形性能、裂缝开展形态、水平荷载的分配与传递性能、楼盖的平面内刚度及整体变形性能。研究结果表明：在相应于7度罕遇地震的楼层水平力作用下,该组合楼盖在平行于及垂直于拼装板缝方向受力时均处于弹性工作状态;楼盖在平行于拼装板缝方向受力时,受力变形性能与深梁类似,而在垂直于拼装板缝方向受力时,楼盖平面内呈各装配板单元的各自受弯状态,楼盖体系在平行于拼装板缝方向受力时整体性较好,而在垂直于拼装板缝方向受力时整体性一般。     

装配式楼盖平面内受力性能研究综述

楼盖是装配式建筑结构中的重要组成部分,装配式楼盖平面内受力性能的研究对结构的整体分析具有重要的意义。本文对国内外现有的对装配式楼盖平面内受力性能的研究进行了介绍,分析了它们的特点和共性,阐述了现阶段不同材料的装配式楼盖平面内受力性能研究,探讨了有待继续研究的关键问题和发展方向,为装配式楼盖的研究与应用提供参考。     

全装配式RC楼盖平面内受力性能试验研究

为研究全预制装配式钢筋混凝土楼盖的平面内受力性能,对1/2缩尺的楼盖模型进行了楼盖平面内拟静力试验,对楼盖的裂缝分布、破坏形态、平面内变形特征、滞回曲线、位移延性、刚度退化和耗能能力等进行了研究,分析了楼盖模型各连接件在加载过程中的板缝剪力和轴力分布规律。结果表明：新型楼盖具有较大的平面内刚度和较好的整体性能,在加载过程中梁 板连接件和板缝连接件均表现出良好的传力性能;新型楼盖具有一定的延性,但耗能能力不理想,说明基于弹性楼盖的抗震设计方法是必要的;加载初期楼盖的变形呈弯曲型,加载中后期随着楼盖损伤的积累,板缝间相对位移增大,变形模式逐渐向剪切型发展;新型楼盖在平面内荷载作用下内力分布规律与简支梁相近,研究成果可为新型楼盖平面内受力性能的理论分析提供参考。     

新型全预制装配式RC楼盖平面内力学特征研究

提出了一种工业化程度高的新型全预制装配式RC楼盖体系,介绍了其构造特点。预制装配式楼盖受力复杂,且其平面内力学特征对整个结构体系的抗震性能影响巨大。引入了预制装配式楼盖平面内刚度的计算方法,并对新型楼盖的平面内刚度进行了评价。采用基于反应谱理论的振型分析和数值分析相结合的方法对新型楼盖进行了空间结构分析,研究了该新型楼盖的平面内变形特征和破坏模式。在新型楼盖平面内力学特征研究的基础上,讨论了新型楼盖合理的设计方法。结果表明:新型楼盖构造形式能有效地提高预制装配式楼盖的整体性和平面内刚度,模型楼盖在仿8度地震烈度水平荷载作用下,平面内相对挠度较小;用现行规范设计新型楼盖结构存在较大偏差,建议采用考虑楼盖真实刚度的空间振动模型或修正的刚性假定简化方法进行新型楼盖结构的抗震验算。     

装配式钢桁架组合楼盖耐火性能试验研究

针对采用防火板及防火岩棉进行防火保护的钢桁架-压型钢板-混凝土组合楼盖进行耐火性能试验,试验中考虑开孔的影响。组合楼盖的桁架梁在整体结构中起梁的作用,因此组合楼盖的耐火极限要按不低于国家标准有关梁的耐火极限要求进行设计。研究表明,这两种防火保护方法均可使此类组合楼盖的耐火极限不低于2.00h,组合楼盖内部由下至上具有明显的温度梯度分布现象。在组合楼盖的防火保护层上开设灯罩等孔洞时,应做好孔洞处的防火保护。     

装配式钢桁架-混凝土组合楼盖抗火性能及参数敏感性分析

以有限元软件为平台,建立合理的有防火保护的装配式组合楼盖体系有限元模型,进行温度场分析和热-结构耦合分析,将模拟结果与试验结果进行对比,验证模型的合理性。在此基础上对组合楼盖体系进行了参数敏感性分析,从材料、组件尺寸和桁架腹杆几何构形3方面入手,研究火灾下楼盖体系变形对不同参数变化的敏感性,并以高温参数敏感度指标定量分析。研究表明:楼盖抗火设计中,在材料方面,桁架梁应当选用等级较高的钢材,混凝土与压型钢板可以适当放宽材料要求;在组件尺寸方面,应当增加桁架下弦杆件的截面尺寸,对于压型钢板、桁架上弦杆件的截面尺寸可有所减小;桁架腹杆布置方式上,增加竖向腹杆的布置能够增加桁架的刚度,腹杆布置还应尽可能均匀、对称,从而减小楼盖高温下的变形,改善其受力性能。     

组合扁梁楼盖受力性能分析

根据国内外对组合扁梁楼盖的研究和应用 ,介绍了组合扁梁楼盖受力性能的研究现状 ,总结了其受力性能研究方面的已有成果和急需解决的问题 ,着重分析了组合扁梁这一新型组合构件的受力特点和研究发展趋势。     

钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢 混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与“无梁楼盖”的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢－混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明：钢－混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。     

钢暗梁对新型组合暗梁楼盖静力性能的影响分析

在钢-混凝土新型组合暗梁楼盖结构中,钢暗梁的各参数变化是影响该新型组合暗梁楼盖结构性能的重要因素。为了考察钢暗梁的跨度、间距、截面高度以及腹板开洞率等参数对该新型组合暗梁楼盖结构受力、变形特性的影响,运用ANSYS对其进行各参数变化状态的非线性有限元分析。分析结果表明:暗梁的跨度对该新型组合暗梁楼盖结构抗弯刚度和极限承载力的影响非常显著;而腹板开洞率在26%以内时,对其影响是有限的;暗梁的间距和暗梁截面高度对其影响相对较小。钢暗梁和混凝土楼板的应力状态均随暗梁的跨度、间距、截面高度以及腹板开洞率的改变而变化。     

Study on in-plane mechanical behavior of cold-formed thin-walled steel-gypsum based self-leveling mortar composite floor

对冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合楼盖足尺模型进行了平面内低周往复加载试验,研究了组合楼盖的破坏形式、面内承载力、面内刚度以及耗能性能。试验结果表明：冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合楼盖的整体工作性能优异,具有良好的面内受力性能;组合楼盖因C形边梁与压型钢板之间的螺钉连接发生破坏而导致面内承载力降低,进而发生破坏;组合楼盖的面内刚度和耗能性能均随C形边梁位置处自攻螺钉受剪性能的降低而减小。采用ABAQUS有限元软件对试验模型进行模拟分析,并对验证后的有限元模型进行了变参数分析,研究表明：当砂浆翼板的厚度在20~40mm之间时,厚度的改变对组合楼盖面内受力性能影响较大;当砂浆翼板的厚度在40~80mm之间时,厚度的改变对组合楼盖面内受力性能的影响较小。     

复杂空间桁架节点抗震性能试验研究及有限元分析

桁架转换层被广泛应用于高层建筑中,以实现结构形式的垂直转换,多榀桁架交界处的节点,其受力性能对整个桁架的安全性影响较大。结合工程实例,对上海市长宁来福士广场东部裙房桁架转换层中的两处复杂节点进行1∶4缩尺模型试验和有限元分析,研究了节点的承载力、应变发展、受力性能和破坏模式。试验结果和有限元分析表明：节点具有较高的承载力和良好的耗能能力,满足设计要求;节点腹杆板件端部的尺寸放大,改善了腹杆的轴向传力,降低了应力集中。节点的薄弱部位位于型钢混凝土柱与弦杆翼缘的交界处,节点发生破坏时,弦杆和腹杆基本没有进入屈服状态。     

Effect of fire on composite long span truss floor systems

Much research has been and is currently being done to try and accurately recreate the effects of fire on structures including the effects of redistribution within the structure and the associated changes in load carrying mechanisms. This work has mostly focussed upon the most common and simplest structural forms currently used. As such most of the research to date tends to involve Universal Beam and Universal Column sections in a grid formation with spans of 6-9 m. This paper reports on an investigation of the effects of heating on a long span truss floor system. The ABAQUS finite element package is used to model the structure including fully non-linear behaviour and thermal expansion effects. Different boundary conditions and heating regimes are investigated to understand the response of the truss members to fire. The effects of heating on the lateral restraint available from the slender floor systems to a column have also been studied. The results and analysis indicate that composite truss flooring systems may not fail suddenly. Individual member buckling seems to be a much more gradual occurrence linked to material failure and expansion based geometry change rather than sudden “failure”.     

楼板局部开洞对高层建筑结构整体抗震性能影响的分析

对某模型工程在下层不同部位局部开洞,采用SATWE程序,分析了开洞对结构整体性能的影响.计算表明,楼板局部开洞对结构整体性能影响不大,如果建筑必须在楼板局部开洞,结构专业应尽可能满足其要求,但对开洞后形成的薄弱部位应予以加强.     

砌体填充墙RC框架结构平面内抗震性能有限元模拟

砌体填充墙RC框架结构是我国建筑结构中普遍采用的结构形式,历次地震震害表明填充墙的刚度效应和约束效应改变了主体结构的传力机理,导致整体结构的严重破坏。为了分析其砌体填充墙RC框架侧向承载力和刚度,研究砌体填充墙与RC框架之间的相互协同工作机理和砌体填充墙的开裂模式以及砂浆层的滑移,该文利用三维实体单元和基于表面的粘性接触面模型和摩擦原理,建立一种能够较好地模拟其平面内抗震性能的分离式有限元模型。对一个已有试验分别建立普通有限元模型和分离式有限元模型,二者的分析结果与试验结果的对比表明,分离式有限元模拟方法可以更加准确地预测砌体填充墙RC框架结构的侧向承载力和刚度,并且可以有效地模拟出砌体填充墙的开裂模式,通过塑性应变可以判断出RC构件的失效。     

支承梁刚度作用下的楼板内力计算分析

使用考虑楼板作用的空间框架有限元程序，对不同结构型式的主厂房、楼板内力与支承梁刚度的关系进行探讨，并对其结果进行分析总结。     

非刚性楼板对高层建筑结构内力和位移的影响分析

考虑高层建筑结构楼板的非刚性，将框架-剪力墙结构连续化，建立结构的平衡微分方程，采用通用的常微分方程求解器求解，得到了高层建筑结构考虑非刚性楼板与刚性楼板的内力和位移。     

预制空心楼板采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层的整体化技术

提出一种采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层的预制空心楼板整体化技术,并进行了4组高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化后的预制空心楼板平面外承载力试验,以及6组整体化后的预制空心楼板平面内抗剪试验,结果表明：预制空心楼板采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化技术处理后,能够抵御水平向地震作用以及支撑墙体局部坍塌导致的楼板分散坍塌。高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层整体化技术是一项廉价、高效的整体化技术,适用于地震设防地区甚至是强震设防区对装配整体式预制空心楼板的整体化处理。