波形钢腹板双面组合作用梁力学性能研究

为进一步探索双组合作用原理的应用范畴,首先采用有限元方法对单跨双面组合作用梁试验进行了仿真模拟,进一步揭示了其受力破坏机理,然后提出将双面组合作用梁与波形钢腹板相结合的波形钢腹板双面组合作用梁,最后采用有限元模拟和理论计算的方式对波形钢腹板双面组合作用梁进行变参数对比分析。结果表明:波形钢腹板双面组合作用梁在抗弯承载力、刚度和塑性转动性能方面明显优于普通波形钢腹板组合梁;提出的刚度衰减曲线可有效反映结构刚度随加载进程的衰减变化情况;在试验中,利用结构刚度半衰期法可快速判定结构的屈服点;H型波形钢腹板组合梁的各项力学指标均较差,不适宜工程应用;波形钢腹板组合梁的鲁棒性相对较好,而平腹板组合梁的鲁棒性较差。

钢管混凝土柱-双面组合作用梁框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢-混凝土双面组合作用梁框架节点的抗震性能,设计了3个钢-混凝土双面组合作用梁十字形框架节点和1个普通钢-混凝土单面组合作用梁十字形框架节点,并对其进行低周往复加载试验,对比分析其破坏模式、极限承载力、初始刚度、耗能能力、延性、刚度退化等抗震性能指标;通过改变下部混凝土板厚度和传力方式,研究下部混凝土板不同厚度和不同传力方式对双面组合作用梁力学性能的影响。结果表明:与普通钢-混凝土单面组合作用梁框架节点相比,钢-混凝土双面组合作用梁十字形框架节点具有更高的承载力和刚度,适用于荷载较大的结构,但在延性、刚度退化和耗能能力等方面无明显优势;下部混凝土板采用集中传力和均匀传力的方式对双面组合作用梁抗震性能的影响无明显区别;下部混凝土板采用预制法制作和螺栓连接更加方便、可靠。

钢-混凝土双面组合作用梁基本力学性能试验研究与数值模拟

为了研究钢-混凝土双面组合作用梁基本力学性能,设计了2个两跨连续组合梁试件,对其进行静力加载试验,并与有限元模拟结果进行对比。研究结果表明:双面组合作用梁下部混凝土板可分担钢梁压力,其组合作用有利于钢梁下翼缘的稳定性,但对于腹板的稳定性不起作用。组合梁在按照完全抗剪连接进行设计时,可不考虑界面滑移的影响;与普通组合作用梁相比,双面组合作用梁抗弯刚度更大,其负弯矩区长度可延长约28.3%。相同荷载作用下,双面组合作用梁负弯矩值较低,可延缓上部混凝土板的开裂,有效控制混凝土板裂缝宽度和裂缝区范围。下部混凝土板长度按照完全抗剪连接设计的最小长度取值即可,不必过长。ABAQUS有限元模型分析结果与试验结果吻合良好,可较好地模拟组合梁受力性能。提高双面组合作用连续梁下部混凝土板的强度,可有效提高组合梁的承载力和刚度,受力更合理。

钢-混凝土双面组合作用连续梁研究及应用现状综述

新型钢-混凝土双面组合作用连续梁通过在中支座处负弯矩区钢梁下翼缘重新组合一块混凝土板形成整体截面,可有效增强钢梁下翼缘的稳定性,提高截面刚度和极限承载力。从该双面组合梁的应用现状、力学特性、界面滑移和裂缝控制4个方面进行了文献综述,对国内外已开展的相关研究和应用工作进行了分析。综述表明,现有的相关研究和应用工作大多集中在桥梁工程中,而在民用建筑工程领域的研究和应用较少。国内外对该双面组合梁的基本原理和受力性能的研究缺乏系统性,研究成果尚需试验验证;我国对该双面组合梁的研究应用工作尚处于起步阶段,需加快理论计算研究,以满足设计需求。

钢-混凝土双面组合作用连续梁有限元分析与试验设计

钢-混凝土双面组合作用连续梁是一种新型组合梁,采用ABAQUS有限元软件以变参数的方式对其进行了有限元模拟,共开展了10个有限元模型的研究分析,并据此进行试验设计。模型的变化参数包括下部混凝土板的宽度、厚度和长度。分析结果表明:下部混凝土板厚度、长度和宽度均对组合梁刚度影响较大;对组合梁极限承载力影响较大的参数只有下部混凝土板厚度;与钢-混凝土单面组合作用连续梁相比,钢-混凝土双面组合作用连续梁在刚度和承载力方面有明显优势,具有较大的工程应用价值。

钢-混凝土双面组合作用悬臂梁试验研究与理论计算

采用试验方式研究了下部混凝土板施工方式对双面组合作用悬臂梁力学性能的影响,同时对其承载能力进行了变参数计算分析。结果表明:双面组合作用悬臂梁在承载力、刚度和界面滑移方面均具有显著优势;平均强屈比为1.27,有较大的安全储备;采用带贴片式阻止器的预制板承载力更高,界面滑移量较小,适应建筑装配式发展需求;增大下部混凝土板厚度或材料强度均可有效提高承载力,但后者的效果更佳。

某钢框架-支撑连体结构抗震性能化分析

安阳市游客集散中心项目采用钢框架-中心支撑结构体系,塔楼框架柱为钢管混凝土柱,东西塔楼在顶部三层采用钢桁架连体结构连接。简要介绍了该结构的主要特点和超限情况。根据不同的构件类型以及重要性程度制定了抗震性能化目标。采用YJK和MIDAS两种程序对结构进行小震弹性分析。采用YJK软件对结构进行中震性能化设计。采用PKPM-SAUSAGE软件对结构进行大震动力弹塑性时程分析,分析结果表明在罕遇地震下结构具有良好的耗能机制,弹塑性变形满足规范要求,结构和构件均达到了预期的性能目标。

外挂式轻钢龙骨墙体-钢框架连接受力性能研究

为提高腹板开孔轻钢龙骨外围护墙体的装配化程度,实现该类墙体的整片式吊装,提出了该类墙体与钢框架之间的外挂式连接方案。考虑钻尾钉、长螺栓两种连接型式及墙体厚度的影响,设计5片外挂于足尺钢框架的墙体标准单元,试验研究连接在风压与风吸荷载作用下的可靠性。采用ABAQUS有限元分析软件建立实体有限元模型,在验证了有限元模型合理可靠的基础上,分析风压与风吸荷载作用下,不同厚度墙体与钢框架连接的应力状态与传力路径。在此基础上,对2组外挂于钢框架的3 m×3 m足尺腹板开孔轻钢龙骨墙体进行了滞回试验,其中一组外挂墙体开设窗洞口,窗墙面积比为0.3,验证外挂式连接在地震作用下的可靠性。研究表明,钻尾钉难以保证风吸荷载作用下墙体连接的受力性能;当腹板开孔轻钢龙骨墙体与钢框架间采用外挂式连接时,建议采用长螺栓连接型式。长螺栓外挂式连接传力明确、施工方便;在风压、风吸及面内水平荷载作用下,墙体发生破坏时,连接区域材料未屈服,龙骨未发生局部屈曲,不会发生脆性破坏,在常用墙体厚度范围内均留有较高的安全储备,能够达到"强连接弱构件"的设计理念。

长春复华未来世界I期连体及大悬挑结构设计

长春复华未来世界I期项目为三塔高位连体超限高层建筑,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,同时中间塔楼两侧大悬挑。根据项目特点,对结构设定了适宜的性能目标,针对连体和大悬挑进行了中震弹性和大震不屈服的计算分析,并采用拆除构件法对其进行了抗连续倒塌分析。分析结果表明设计满足要求。

北京中医药大学某砌体结构加固方法研究

北京中医药大学基础医学院楼为建造于上世纪50年代的砖混结构,楼板以空心砖组合楼板为主。根据鉴定报告,该楼大部分的墙体、楼板、以及房屋的整体性不满足规范要求。墙体加固方案应综合考虑现状墙体的承载力和材料强度、建筑使用功能、工期和造价等多方面因素。本工程墙体选用单面板墙和双面板墙相结合的加固方式,设计时应考虑其细部构造和对基础的影响,并应防止出现新的综合抗震能力指数突变的楼层。空心砖组合楼板采用粘贴碳纤维布的方式进行加固,但当楼板刚度不足或已有材料的混凝土强度等级低于C15时,应选择其他的加固方式。新增圈梁、构造柱、钢拉杆或角钢支托可以增强结构的整体性,但应注意钢拉杆或角钢支托可能对室内效果产生影响。

长春复华未来世界I期三塔连体结构抗震性能化分析与设计

长春复华未来世界I期项目为三塔高位连体超限高层建筑,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,塔楼核心筒偏置,同时中间塔楼存在较大的悬挑。根据项目特点,通过调整各塔楼布置,使各塔楼的动力特性、变形相近,减少强连体作用对单塔结构设计的影响;同时采用削弱外侧墙体、增强内侧墙体和框架刚度等方式降低塔楼偏置的不利作用;并对结构和构件设定了适宜的性能目标,对整体模型和单塔模型分别进行了小震弹性、小震弹性时程、中震以及大震弹塑性分析。分析结果表明,结构和构件均能够满足预定的性能目标。