《新型PEC柱—鋼樑組合框架結構倒塌機理與設計方法》是依託蘇州科技大學，由方有珍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型PEC柱—鋼樑組合框架結構倒塌機理與設計方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方有珍
- 依託單位：蘇州科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型PEC柱是採用熱軋鋼板焊接成薄壁截面，並在翼緣板間設定一定間距的橫向拉結筋，澆築混凝土而成的組合柱，可大幅度提高構件承載力，增大構件抗側剛度，改善構件的抗震延性，降低結構造價。迄今為止，國外對PEC柱的受力性能研究尚處於初步階段，國內相關研究更少，且已有研究多為PEC構件和連線在單調荷載下的力學性能，而基於結構層面的研究尚未見諸文獻。.本項目擬對新型PEC柱-鋼樑組合框架結構在單調和循環往復荷載下的倒塌機理進行試驗研究，得到結構倒塌機理、耗能破壞模式、力的傳遞、結構塑性開展與分布、樑柱連線轉動能力和框架的側移剛度；建立新型PEC組合柱的恢復力模型和組合框架結構有限元模擬的巨觀和微觀模型，開發和編制非線性有限元程式，分析各設計參數對結構性能的影響規律；基於結構性態提出設計方法和抗震構造措施，為該新型組合框架結構體系的工程套用奠定理論基礎，有重要的理論意義和工程套用價值。
結題摘要
新型PEC柱是採用熱軋鋼板焊接成薄壁截面，並在翼緣板間設定一定間距的橫向拉結筋，澆築混凝土而成的組合柱，可大幅度提高構件承載力，增大構件抗側剛度，改善構件的抗震延性，降低結構造價。本項目主要針對新型PEC柱-鋼樑組合框架結構在單調和循環往復荷載下的倒塌機理進行試驗研究，首先對10個薄壁鋼板組合PEC柱足尺試件進行恆定軸壓力下的低周往復荷載試驗研究和有限元模擬，得到了滯回曲線和破壞模態，通過對試驗與模擬數據整理分析得出其相關設計參數（混凝土強度等級、柱鋼結構組合截面強弱軸布置、拉結筋間距、構件長寬比承載力）對其承載力、抗側剛度、耗能延性與破壞機理的影響規律；接著，為了消除常規PEC柱雙向剛度明顯不等和拉結筋造成的施工不便的缺陷，提出了鋼結構翼緣卷邊與設定拉結板條的新型PEC柱形式，並對16個卷邊薄壁鋼板組合PEC柱足尺進行恆定軸壓力下低周往復荷載試驗研究和有限元模擬，得到了滯回曲線和破壞模態，通過數據整理分析得出其相關設計參數（混凝土強度等級、柱鋼結構組合截面的強弱軸布置、拉結板條間距、構件長寬比、柱鋼結構組合截面翼緣卷邊尺寸與腹板高厚比）對其承載能力、抗側剛度、耗能延性與破壞機理的影響規律；隨之，課題組結合課題申請時專家建議，對6個PEC柱-鋼樑中節點連線試件進行了循環荷載試驗研究，得到了其滯回曲線和破壞模態，通過數據整理分析得出其相關設計參數（PEC柱卷邊/非卷邊、PEC柱的強弱軸布置、梁端截面是否削弱）對其承載能力、抗彎剛度、耗能延性與抗倒塌機理的影響規律；最近，課題組又完成了雙T形焊接對穿螺栓連線、雙T形摩擦耗能型對穿螺栓連線、耗能板型部分自復位對穿螺栓連線、摩擦耗能型部分自復位連線的PEC柱-鋼樑中節點連線的有限元數值模擬，分析得出其連線構造與相關設計參數（PEC柱的強弱軸布置、PEC柱形式（卷邊與非卷邊）和豎向荷載）對各自承載能力、抗彎剛度、耗能延性與抗倒塌機理的影響規律。以上研究成果已經發表和收錄論文9篇（其中刊出的6篇均EI收錄）。此外，由於課題組申請人出國研修（2012年3月~2013年8月至美國馬里蘭大學帕克學院），相應延緩組合框架結構層面的研究工作進程，相關研究工作計畫在2014年完成。隨著項目全部研究內容的完成，研究成果將會進一步豐富，也為PEC柱相關結構的進一步研究和工程套用奠定一定的理論基礎和技術支撐。
