模块化钢框架组合柱轴压承载力数值模拟研究

随着模块化建筑钢结构对连接性能和安装效率要求的提高,不同模块间连接节点对构件性能的影响也逐渐受到关注。为了解一种新型模块化内套筒—对穿螺栓钢结构连接节点构造对组合柱轴压受力性能的影响,利用ANSYS有限元软件对其模块组合柱进行了轴压性能的数值分析。结果表明:组合柱破坏形态为局部屈曲破坏,螺栓受剪且应力最大值出现在螺栓及螺孔处;随着宽厚比的增加,组合柱的初始刚度增大,能够抵抗更大变形。对比没有内套筒的钢柱,在加入内套筒后,极限承载力提升幅度随宽厚比的增大而越发明显,说明在相对宽厚比较小的柱中,大宽厚比内套筒的加入能够较好改善组合柱的承载能力,且内套筒高度以250mm为宜,厚度宜取8~12mm,螺孔间距取70mm较好。

冷弯方钢管柱-H型钢梁外伸端板单向螺栓连接节点性能试验研究

为研究冷弯方钢管柱-H型钢梁外伸端板单向螺栓(hollo-bolt)连接节点的静力性能,对3个足尺寸的边柱节点进行了静力加载试验,试验研究参数为端板厚度和柱壁厚度。通过分析试验现象得到了不同端板厚度、柱壁厚度下单向螺栓连接节点的静力性能及破坏机理等,绘制了弯矩-转角曲线,对节点核心区各组件的应力-应变曲线进行了详细的分析。研究结果表明:随端板厚度增加,节点承载力不断增加,当端板厚度达到16mm后,端板厚度不再是节点承载力控制的主要因素;在其他条件不变的情况下,柱壁厚度对节点承载能力及转动能力有显著影响,柱壁厚度增加可有效提高节点刚度和承载能力。节点的极限转角较大,节点具有良好的变形能力,破坏形态主要有端板弯曲变形、单向螺栓套筒剪断和柱壁鼓曲变形破坏3种。

中美钢结构设计规范关于高强螺栓计算方法比较

对我国钢结构设计规范(GB50017-2003)和美国钢结构协会设计规范(AISC 2005),中关于高强螺栓的计算方法进行了计算分析和比较,有关分析结论可供高等院校学生及工程技术人员了解中美钢结构设计规范的技术水平和发展动态时参考.

轻钢结构加层设计的隔震技术及应用

对轻钢加层隔震机理进行了分析,在原结构顶部与加层结构底部设置夹层橡胶隔震支座,提出相应的技术措施并结合工程实例介绍了实际应用效果,为加层工程的应用提供参考.

方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点性能研究

研究了在循环荷载作用下,一种新型的方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点的破坏模式,以及构件对节点性能的影响。建立了节点的三维非线性有限元模型,以全尺寸梁柱连接节点拟静力试验数据进行了验证。通过参数分析,探讨了柱壁厚度、梁翼缘厚度和腹板削弱程度对新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能等性能指标的影响。结果表明:循环荷载作用下新型节点滞回曲线呈"梭形"且较饱满,不同参数的节点均具有良好的耗能能力。通过增加柱壁厚度,节点的极限承载力和初始转动刚度增加。但柱壁厚度超过14mm时,单向螺栓和T形件成为节点失效的控制因素;梁不是这种新型节点的薄弱部位,对梁翼缘和腹板进行合理开孔削弱,节点的滞回性能、极限承载、刚度和耗能能力均无显著降低。

中美钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较

以《钢结构设计规范》(GB50017-2003)为基础,结合美国钢结构协会设计规程(AISC-LRFD-2001),对两本规范中关于角焊缝的构造限值及计算方法进行了计算分析和比较.

轻钢结构工程司法鉴定实例与分析

以几个轻钢结构工程司法鉴定典型实例,分析了轻钢结构司法鉴定与一般检测鉴定的区别,介绍了当前轻钢结构可靠性鉴定评估方法和轻钢结构现场检测技术及其在司法鉴定中的应用现状,对轻钢结构司法鉴定中遵守和采用的国家标准、技术规范的使用及现存问题进行了论述,指出轻钢结构司法鉴定中的关键问题,供相关从业人员参考.

槽钢加强钢梁腹板开圆孔梁柱节点滞回性能数值模拟分析

为解决钢梁腹板开圆孔型节点开孔处抗震承载力不足、受力变形过大等问题,提出了在钢梁腹板孔洞区域设置开孔槽钢的加强方法,并以槽钢弧形削弱位置rl、削弱深度c、槽钢厚度t、槽钢材性m为主要参数,设计了15个节点模型。运用有限元软件ANSYS模拟分析了循环荷载作用下各模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化情况及耗能能力。结果表明:在梁腹板开孔处设置槽钢后,节点的极限承载能力、初始刚度、耗能能力较未加强节点均大幅度提升;槽钢上下翼缘及腹板进行适当弧形削弱的节点较未削弱或削弱不当的节点,其后期刚度退化速率较小,滞回曲线更加饱满,总能量耗散系数最大;槽钢削弱位置rl和削弱深度c相同的节点的承载力、初始刚度、耗能性能均随着槽钢厚度t的增加而增加;槽钢的强度等级高于钢梁强度时,节点在峰值位移阶段的耗能能力显著降低。

地震作用下铰接连体结构静力弹塑性分析

新型铰接连体结构的支座释放了连接体两端平面内的弯矩,应用MIDAS GEN软件分析不同连接体跨度对铰接连体结构在7度罕遇地震作用下的静力弹塑性响应的影响.结果表明,随着连接体跨度的增大,塑性铰的数量会显著增多,连体钢梁跨中最大弯矩呈非线性增长.

适于挤出型3D打印的微生物矿化纤维微筋混凝土制备与性能研究

基于现阶段3D打印纤维增强混凝土流动性和抗裂需求,结合微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的裂缝自愈合能力,提出一种适于挤出型3D打印的微生物矿化纤维微筋混凝土材料。通过对不同微生物掺量(0、10%、20%、30%)的微生物矿化纤维微筋混凝土进行流动性测试及抗折、抗压强度试验,分析了微生物的掺入对微生物矿化纤维微筋混凝土流动性和力学性能的影响;接着利用灰色关联度理论,进一步探讨了微生物掺量对微生物矿化纤维微筋混凝土力学性能的影响。最后利用跳桌试验和可建造性测试评价了材料的可打印性。试验结果表明:微生物的掺入对微生物矿化纤维微筋混凝土的流动性有明显改善,随着微生物掺量的增多,微生物矿化纤维微筋混凝土拌合物的扩展直径由168 mm分别增加到176 mm、182 mm和178 mm,增幅为4.7%、8.3%和6.0%,流动性和增幅呈先大后小的趋势;当微生物掺量为20%时,微生物矿化纤维微筋混凝土的流动性达到最优,且是影响微生物矿化纤维微筋混凝土抗折和抗压强度的主要因素;进行3D打印可建造性测试时,其具有一定的挤出性和形状保持能力。

采用BP-ANN模型的梁柱平齐端板连接节点极限抗弯承载力预测研究

筛选文献中报道的143组试验数据,采用误差反向传播人工神经网络(BP-ANN)建立和训练了1个2层BP-ANN模型,对梁柱平齐端板连接节点的极限抗弯承载力进行了预测。该模型利用20个组件特征参数作为输入,以极限抗弯承载力作为输出。通过与传统机器学习算法预测结果对比,验证了方法和模型的有效性,并依据模型推导出一个实用简化的极限抗弯承载力数学表达式。统计分析结果显示:经过训练的BP-ANN模型,在测试集上的平均绝对百分比误差(MAPE)为5.28%,均方误差(MSE)为5.79×10^(-4)。另外,对特征参数进行敏感性分析,得到了组件特征对节点极限抗弯承载力的影响程度。研究结果表明:采用BP-ANN模型能够综合考虑组件特征对节点极限抗弯承载力的影响,预测结果较为准确;该模型为梁柱连接性能评估和改进提供了智能化的解决方案,可作为数值模拟和结构试验研究的有力补充。

基于能量原理的空间结构无应力状态平衡方程推导

为探讨分阶段成形空间梁结构成形状态影响因素,基于最小势能原理推导空间梁结构无应力状态法平衡方程,分析结构最终状态的影响因素,并通过算例验证平衡方程的正确性和可靠性。研究结果表明:所推出的空间梁单元无应力状态法平衡方程正确可靠,可直接应用于分阶段成形空间梁结构任意阶段状态计算;对于由空间梁单元组成的分阶段成形结构,无论是否考虑结构的几何非线性效应,结构的最终状态只与结构体系、外荷载、边界条件以及空间梁单元的无应力状态量有关,而与结构具体的成形过程无关。

再结合镁锆制品颗粒组成的研究

由于水泥回转窑用镁铬质耐火材料在使用中生成有害的六价铬盐对环境和人体有危害,所以替代镁铬质耐火材料的研究已成为迫在眉睫的问题.以电熔二钙砂、方镁石一氧化锆共晶材料为原料,研究颗粒组成对制品烧结性能的影响.

-10℃环境下电伴热养护混凝土温度控制及强度发展

电伴热养护是近年来冬期施工中一种有效避免混凝土早期冻害以及提高水泥水化和混凝土强度的有效方法。为提升养护效率和效果,优化负温环境下电伴热养护参数,本文采用空气夹层法与内置法两种方式布设电伴热带,以预养护参数和恒温养护参数为变量,获得C30普通混凝土加热养护过程中的温度变化历程和立方体抗压强度。试验结果表明:经空气夹层法养护的混凝土温度分布更均匀,与内置法养护相比,其混凝土立方体抗压强度值提高了7.6%;35℃预养护最佳时间为6 h,预养护时间增加,造价增加,但并未提高过多强度;当以10℃预养护6 h,55℃电伴热恒温养护36 h时,混凝土强度为81.5%fcu,k(立方体抗压强度标准值),满足梁板拆模强度要求。本文旨在为使用电伴热带进行混凝土冬期施工的设计提供参考,进而指导其工法和工程应用。

某单层工业厂房地面沉陷原因分析研究

就某单层房屋地面发生多处沉陷的现象进行了分析研究.依据对该房屋地面的现场勘测结果,结合相关试验和理论分析,最终得出了该房屋地面沉陷的原因并给出了相应的处理意见.

浅谈隔震技术在变电站建筑物中的应用

大量的地震破坏事例说明,电力系统的抗震可靠性亟待加强.变电站是电力系统中重要组成部分,其在地震作用下的高可靠性运行已成为电力系统抗震研究中的重点内容.本文介绍了隔震技术的特点,以变电站实际建筑工程为背景,通过与传统抗震技术的比较,阐述隔震技术在变电站建筑应用的优越性,供相关专业设计人员参考.

跳仓法施工中超长大体积混凝土配合比优化设计研究

以张家口市崇礼区(冬奥)太子城冰雪小镇(会展)项目为例,论述了跳仓法技术在超长大体积混凝土结构施工中的原材料选择及混凝土配合比优化这一关键问题。研究了单掺粉煤灰与粉煤灰、矿渣粉复掺掺量对混凝土工作性能、强度和绝热温升的影响,优化配制了一种单掺粉煤灰的低水化热温升的C35大体积混凝土。试验结果表明:在满足C35强度设计要求基础上,矿渣粉可以显著提升混凝土早期抗压强度,而粉煤灰对混凝土后期强度贡献值较大;复掺矿物掺合料的混凝土工作性能较单掺有明显提升;粉煤灰部分取代水泥对降低混凝土的绝热温升较矿粉显著。

铜尾矿砂对C50混凝土力学性能和耐久性的影响

用铜尾矿砂替代部分天然砂配制C50混凝土,研究其掺量对C50混凝土力学性能、抗氯离子渗透性、干燥收缩性能及抗冻性的影响。结果表明:当铜尾矿砂掺量为10%~30%时,混凝土各龄期抗压和抗折强度均随铜尾矿砂掺量的增加而逐渐提高;当铜尾矿砂掺量为40%时,混凝土的7d、28d抗压和抗折强度与天然砂混凝土相当。铜尾矿砂的掺入能提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性;随着铜尾矿砂掺量的增加,铜尾矿砂混凝土各龄期的干燥收缩率显著增大。

方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点性能研究

对方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点在单向荷载作用下的力学性能进行了有限元模拟,得到了节点的荷载-位移曲线,并对节点的荷载-位移曲线、构件的应力-应变状态进行了详细分析。研究结果表明:随荷载施加,节点受拉区T型件被拉离柱翼缘一定距离,节点最终的失效模式为受拉区T型件翼缘腹板相交处被拉断破坏,T型件是方钢管柱-H型钢梁单向螺栓连接节点的薄弱部位,在实际的工程应用中可考虑加强柱壁与T型钢翼缘的连接。

某混凝土柱加钢梁结构厂房雪灾下倒塌事故分析

混凝土柱加钢梁结构是目前设计规范中均未明确指出设计方法和构造的一类结构形式,在各种灾害下其工作可靠性较难保证。本文通过对该类结构的某厂房在雪灾中的倒塌事故的检测鉴定,对其进行了较全面的事故原因分析,并给出该类型结构的设计建议。