多螺旋箍筋增强装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

和普通复合箍筋相比,多螺旋箍筋对混凝土不仅具有更加优异的约束效果,同时还能节约钢材.提出在装配式混凝土结构中采用多螺旋箍筋进行加强.考虑节点约束强弱、节点位置、施工方式以及箍筋形式的影响,共设计2组足尺混凝土梁柱节点试件.通过低周往复荷载试验,对节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性以及强度退化等抗震指标展开讨论.结果表明强节点试件在梁端发生弯曲破坏,弱节点试件在节点发生剪切破坏.这些节点试件中,装配式中间节点破坏位移较小,滞回曲线更加饱满,延性系数更高,承载力更好.装配式边节点的破坏位移、延性系数、强度、刚度优于现浇节点.此外,多螺旋箍筋增强装配式梁柱节点承载力试验值均大于理论值,符合国家标准要求,并具备较好的安全冗余.

基于生死单元法的既有建筑屋面钢网架高空散拆施工方法

对于既有公共建筑,由于其往往具有一定的历史文化意义,需在保护其部分结构和外观的前提下,进行拆除、加固及改造提升。然而,现有针对新建钢网架施工过程安全性的研究较多,对于既有钢网架拆除施工过程安全性的研究较少。为填补该领域的空白,结合上海世博会俄罗斯馆屋顶钢网架拆除施工工程,提出了钢屋架拆除施工准则、采用了生死单元法对单榀拆除施工过程进行了模拟、并对单榀桁架吊运过程进行了验算。计算结果和工程实际表明,该施工过程安全合理。

超高强钢S960火灾后力学性能试验研究

通过试验研究超高强钢S960过火冷却至常温后的力学性能,得到过火高温对超高强钢S960弹性模量、屈服强度、极限强度以及应力-应变曲线的影响规律.结果表明,钢材火灾后的力学性能取决于钢材的等级和生产加工工艺.通过对试验数据进行数值拟合,给出可准确表达S960火灾高温后材料力学性能剩余程度的预测公式.

高强钢S460和S690火灾后力学性能试验

火灾后,材料力学性能的退化是导致钢结构火灾后承载力降低的主要因素.通过试验研究高强钢S460和S690过火冷却至常温后的力学性能,得到过火高温对高强钢S460和S690的弹性模量、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线的影响规律,并与普通钢火灾后力学性能进行对比.结果表明,当过火温度低于600℃时,S460和S690冷却后可恢复其基本力学性能;当过火温度超过600℃后,甚至高达1 000℃时,高强钢S460仍可恢复其常温下75%以上的力学性能,而S690仅可恢复其常温下64.5%的弹性模量、38.1%的屈服强度及57.3%的极限强度;高强钢火灾后力学性能与普通钢不同.通过对试验数据进行数值拟合,给出可准确表达S460和S690火灾后力学性能剩余程度的预测公式,可用于指导含高强钢S460和S690构件的钢结构火灾后检测与鉴定,并为相关规范的修订提供参考依据.

高强钢外伸式端板节点性能试验与有限元分析

为了解高强钢端板连接节点的受力性能和失效机理,对Q690和Q960高强钢端板连接节点进行足尺模型试验研究和有限元模拟分析,并将试验结果与采用欧洲规范EC3的计算结果、有限元分析结果进行对比.研究结果表明:节点的失效模式为端板破坏和螺栓断裂;高强钢端板连接节点具有良好的转动能力;EC3中用于普通钢端板连接节点承载能力计算和失效模式预测的组件法可直接用于高强钢端板连接节点,但转动刚度的计算公式并不适用,且EC3关于保障节点转动能力的相关要求对高强钢端板连接节点偏于保守.本文建立的有限元模型可准确模拟该端板连接节点的弯矩-转角关系和失效模式.

高强钢外伸式端板节点火灾性能试验与数值分析

对1个Q690和2个Q960高强钢外伸式端板连接节点进行高温550℃下的足尺模型试验研究和有限元模拟分析,并将试验结果与采用欧洲现行钢结构设计规范EN 1993-1-8的计算结果及有限元分析结果进行对比.结果表明,550℃时,Q690和Q960高强钢端板连接节点的承载力分别为常温时的45%和46%,初始转动刚度为常温时的57%和65%,但转动能力分别为常温时的1.43倍和1.66倍.EN 1993-1-8中基于普通钢端板连接节点常温力学性能所提出的组件法可直接用于预测高强钢端板连接节点火灾下的失效模式和承载能力,但初始转动刚度的计算公式并不适用,且采用EN 1993-1-8关于保障节点转动能力的相关要求对高强钢端板连接节点进行抗火设计偏于保守.有限元模型可准确模拟该端板连接节点火灾下的弯矩转角关系和失效模式.

全高强钢端板节点火灾后性能试验

为了解Q690高强钢端板节点火灾后的受力性能和失效机理,对2个过火550℃冷却后的Q690高强钢端板节点进行足尺模型试验研究,并将试验结果与常温下高强钢端板节点试验的结果、采用欧洲规范EC3计算的结果进行对比.研究结果表明:节点火灾后的失效模式为端板和螺栓组合破坏;高强钢端板节点火灾后仍具有良好的转动能力;EC3中用于普通钢端板节点承载能力计算和失效模式预测的组件法可直接用于计算和预测高强钢端板节点火灾后的承载能力和失效模式,但转动刚度的计算公式并不适用;过火550°C后冷却至常温,节点可恢复常温下90%以上的承载力.最后,给出判断高强钢节点火灾后失效模式的计算公式.

考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算方法

为深入了解螺栓抗弯刚度对T型连接初始抗弯刚度的影响,探讨了现阶段T型连接刚度的不同理论计算方法,并分析了不同计算方法的优缺点;在此基础上,采用连续梁模型导出了考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算公式;将公式计算结果与可靠的有限元模型计算结果进行对比,验证了公式的正确性;进而对影响T型连接初始刚度的翼缘厚度和螺栓位置进行了参数分析,得到了不同参数的影响规律.研究结果表明:随着翼缘厚度的减小和螺栓轴线至翼缘边缘距离的增大,螺栓抗弯刚度对T型连接初始刚度的影响增大;对于普通钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度时T型连接初始刚度的计算结果较不考虑时提高的幅度不足5%;但对于高强钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度的计算结果较不考虑时提高约30%.因此,对于高强钢T型连接,计算其初始刚度时,不可忽略螺栓的抗弯刚度.

有螺栓预紧力的T型连接初始刚度计算方法

为深入了解螺栓预紧力对T型连接初始刚度的影响,基于连续梁模型对有预紧力时不考虑和考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算方法进行了研究,给出了其初始刚度的计算公式.对影响T型连接初始刚度的翼缘厚度和螺栓位置进行了参数分析,得到不同参数对有预紧力T型连接初始刚度的影响规律.研究结果表明,随着螺栓轴线至翼缘边缘距离的增大和翼缘厚度的减小,螺栓抗弯刚度对连接初始刚度的影响逐渐增大.对于有螺栓预紧力的普通钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度时初始刚度的计算结果较不考虑时提高约6%;但对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度的计算结果较不考虑时提高约30%.因此,对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,计算其初始刚度时不可忽略螺栓的抗弯刚度.

考虑撬力作用位置的T型连接初始刚度计算方法

为考虑撬力作用位置对T型连接初始刚度的影响,更准确预测T型连接初始刚度,依据能量驻值原理推导出不考虑和考虑螺栓抗弯刚度时,T型连接撬力作用位置的预测公式,并给出了依据该公式确定普通钢和高强钢T型连接撬力作用位置的具体方法.在此基础上,给出了普通钢和高强钢T型连接初始刚度的计算流程.最后,采用该计算流程对一系列T型连接算例的初始刚度进行计算,并将理论计算和有限元模型计算结果进行对比.研究结果表明,理论与有限元模型计算结果的最大偏差在10%,以内,验证了撬力作用位置预测公式和T型连接初始刚度计算流程的合理性.

高强钢梁柱外伸式端板节点常温与火灾后性能参数分析

为了解端板厚度、螺栓直径、螺栓预紧力、柱翼缘厚度、端板钢材强度及过火温度等因素对高强钢端板连接节点力学性能的影响,对薄高强钢端板替代厚普通钢端板这一设计理念进行深入探讨,采用ABAQUS对高强钢端板连接节点进行有限元分析.有限元分析结果表明:端板厚度增加,节点的初始转动刚度和极限承载力提高,转动能力下降;螺栓直径增加,节点的初始转动刚度、极限承载力及转动能力均提高;螺栓预紧力增加,节点的初始转动刚度提高,极限承载力和转动能力基本不变;柱翼缘厚度增加,节点的初始转动刚度提高,极限承载力基本不变,转动能力略有减小;端板钢材强度增加,节点的初始刚度基本不变,极限承载力提高,转动能力在端板钢材强度不超过Q460时基本不变,高于Q460后显著减小;与采用较厚普通钢端板的节点相比,采用薄高强钢端板的节点常温下和火灾后均可达到相似的承载力、相近甚至更高的转动能力;端板连接节点火灾后可能发生失效模式转变,甚至由延性转变为脆性的失效模式.

高强钢端板连接节点火灾下和火灾后初始刚度计算方法研究

为精准预测高强钢端板连接节点在常温、高温及过火冷却后的力学性能,基于组件法推导了高强钢端板连接节点初始刚度计算方法。为验证该方法的准确性,对比了采用该计算方法和现有计算方法计算得到的高强钢端板连接节点常温、高温及过火冷却后初始刚度的计算值和试验值。研究结果表明,大部分节点初始刚度的试验结果高于计算结果,但相较于欧洲规范EN 1993-1-8推荐方法的计算结果,本文提出的初始刚度计算方法可更准确地反映高强钢端板连接节点在常温、高温及过火冷却后的力学性能。

既有建筑斜向交叉异形GRC板保护性拆除施工技术

为给既有保护性公共建筑的拆除、加固及改造工程提供借鉴,结合上海世博会法国馆改造工程,总结了斜向交叉异形GRC板的拆除顺序、拆除方法及拆除后保护性运送等保护性拆除施工全过程。工程实施效果表明,GRC板拆除过程顺利、拆除后基本无损伤,相关措施可为相似工程的施工提供参考。

既有预制装配式混凝土厂房的保护性拆除

结合上海彭浦机器厂改造工程,总结了既有预制装配式混凝土厂房拆除的施工顺序、拆除时的临时加固措施和拆除方法、拆除后保护性运输及堆放的保护性拆除施工全过程。工程实施效果表明:厂房拆除过程顺利,拆除后基本无损伤。该施工过程可为既有老旧厂房的拆除、加固及改造工程提供借鉴。

萧山国际机场T4航站楼钢结构屋盖连续倒塌分析

对萧山国际机场T4航站楼钢结构屋盖关键构件失效后的抗连续倒塌能力进行了分析研究,根据本工程特点,采用瞬态动力时程分析方法分析了不同支撑柱失效后是否会造成结构的连续倒塌,给出了关键构件性能水平划分等级以及相应技术措施建议。

不规则外立面超高层建筑的附着式脚手架施工技术

混凝土框架核心筒结构是超高层建筑的主要结构形式之一,对于该类结构,其在施工中多采用附着式升降脚手架。附着式升降脚手架的施工质量直接影响结构的成型质量和整体性能,尤其是对于不规则外立面的超高层建筑,附着式脚手架的施工对于结构成型至关重要。因此,有必要对不规则外立面超高层建筑的附着式升降脚手架的施工技术进行研究。以实际工程为例,介绍了不规则外立面超高层建筑丝附着升降脚手架施工技术和安全保障措施,并对施工的难点进行了分析。实施效果表明,该施工技术合理、经济效果良好,可为相似工程提供借鉴。

苏州奥体中心体育馆疏散模拟研究

基于Pathfinder软件对苏州奥体中心体育馆在设计容量下的人员疏散进行了模拟分析。模拟结果揭示了建筑消防疏散前期设计疏散时间超过设计要求的原因,分析了各疏散通道疏散人员分布不均以及疏散完成时间差异较大的原因。分析结果为项目的消防疏散设计与优化提供了支撑,可供类似建筑疏散设计参考。

异形建筑中特种耐候钢板拆除施工技术

为给既有保护性公共建筑拆除、加固及改造工程提供借鉴,结合上海世博会卢森堡馆改造工程,介绍了采用激光扫描技术建立既有结构数字化模型的过程和耐候钢板拆除顺序、拆除方法、拆除后保护性措施的保护性拆除施工全过程。工程实施效果表明,采用数字化模型精度较高、耐候钢板拆除过程顺利、拆除后基本无损伤,故该施工过程可为相似工程的施工提供参考。

新型箍筋装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究

针对一笔箍筋和多螺旋箍筋(简称“新型箍筋”)优异的约束效果,提出新型箍筋增强装配式混凝土梁柱节点。按照节点强弱、类型和施工方法以及箍筋形式的不同,共设计6个足尺混凝土梁柱节点试件。依据低周往复荷载试验结果,对节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、强度退化、刚度退化和节点转角进行讨论。结果表明:强节点试件发生梁端弯曲破坏,弱节点组试件发生节点剪切破坏;新型箍筋装配式梁柱节点滞回曲线饱满,其抗震性能指标均和现浇节点相差不大;新型箍筋装配式节点转角变形大于现浇节点。此外,GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》能适用于新型箍筋装配式梁柱节点的设计,并且具备一定的安全储备。