矩形管-圆管T形节点轴压承载力试验研究

我国现行钢结构设计规范中没有对腹杆(支管)为矩形管、弦杆(主管)为圆管的节点(支方主圆节点)强度计算公式。EC3规范、CIDECT指南等虽给出了支方主圆节点承载力的计算公式,但与腹杆为H形截面的节点(支H主圆节点)承载力计算公式采用了完全相同的形式,其合理性有待验证。对4个轴压T形节点试件进行试验研究并进行了有限元分析。发现支方主圆的T形节点以纵向板传力为主,支H主圆的T形节点以横向板传力为主;支管截面外包尺寸相同时,前者的承载力会不同程度大于后者。将试验结果与EC3、CIDECT的承载力计算公式进行对比,发现公式低估了腹杆纵向板相对宽度对承载力的影响。通过有限元分析,对试件弦杆采用不同边界条件的试验结果进行可比性研究,提出比较不同试验结果的"等效长径比"概念。

大型预制预应力双T板裂缝成因及处理措施

大型预制预应力双T板在生产、运输、施工中易出现开裂问题,严重影响构件质量和结构安全。结合某预制预应力双T板装配式停车楼项目,对预制构件生产、运输、施工中裂缝的成因进行了分析,结果表明:肋梁与翼缘板间的常规设计构造抗裂性能差,混凝土制作养护、局部应力集中、脱模力、预应力钢绞线的黏结滑移和构件磕碰为预制构件开裂的主要因素。根据预制构件开裂的成因,提出了裂缝整体解决方案,包括肋梁与翼缘板增设构造钢筋的设计措施,先进的防开裂生产、吊装工艺,减隔振运输措施,以及裂缝修补措施等。

装配式混凝土干式连接结构安装关键技术

干式连接是一种适用于全装配式混凝土结构的高精度连接方式。结合某装配式停车楼工程,分别对各类构件的干式连接安装方式的关键技术进行了阐述,包括快速定位的限位夹具、保障安装精度的稳固系统、预应力双T板防漏浆措施以及高效施工的安装工艺。另外,针对墙板变形、墙板垂直度误差、楼面梁倾斜、双T板板面偏差等常见安装精度问题,进行了成因分析,并给出了相应处理措施。

围护结构与功能材料一体化外墙板的研究与应用

在预制装配式建筑中,围护部品是最主要的预制构件之一。目前,预制围护部品主要形式是预制混凝土墙板。预制混凝土墙板成本高、重量大、安装难,并不适合用作非承重墙板。近年来,蒸压加气混凝土板(ALC板)外墙逐渐增多。但是ALC板拼缝较多,整体性较差,后续需另行施工保温装饰,施工效率较低。为解决前述两种围护的不足,围护结构与功能材料一体化外墙板将若干块ALC板作为墙板主体,并于其上集成保温、装饰、门窗等功能部件。本文简要介绍了一体化外墙板的组成、构造、安装及工程应用情况。应用效果表明,相较于预制混凝土墙板,一体化外墙板生产成本降低了50%、重量减轻了60%以上;相较于预制混凝土墙板和ALC板,安装效率提升了2~3倍;适合用作非承重墙板。

预制外墙挂板可调型连接节点研究

针对预制外墙挂板高效施工问题,提出一种安装误差可调节的新型点承式连接节点。通过螺纹套筒与U形槽构造措施实现多方向的安装调节,使其具有很强的安装误差适应能力,并对节点构造的设计、工作原理及安装工艺进行系统介绍。重点研究该节点与外墙挂板形成的位移模式,保证地震作用下其与主体结构的协调变形,以减少外墙挂板和连接件破坏,同时减少外墙挂板对主体结构的影响。工程实践表明:该节点布置灵活、安装方便、施工快捷、质量可靠。

建筑工业化建造模式与技术探讨

从深化设计、预制生产、装配式施工3方面,系统阐述装配式建筑全过程建造技术要点,根据工程经验,总结装配式建筑常见质量问题,并在装配式混凝土建筑现浇部分和现浇混凝土建筑的建造模式基础上,提出基于"六化"策略的现浇混凝土结构建筑工业化创新建造模式,对我国建筑工业化的发展进行展望。

装配式剪力墙竖向分布钢筋连接程度研究进展

装配式剪力墙结构是我国高层住宅常用的结构形式之一,其可靠的竖向连接是保证结构安全的关键.按照竖向分布钢筋在楼层处连接数量(连接程度)不同,装配式剪力墙竖向连接可分为全部连接、部分连接和不连接3种.基于国内外相关的研究成果,系统总结了3种连接程度装配式剪力墙的竖向分布钢筋连接形式、构造特点与受力性能,并深入分析了竖向分布钢筋连接程度对剪力墙抗震性能影响,全面梳理了其研究存在的不足.在此基础上,提出基于剪力墙截面受压、受剪承载力等效原则的一种竖向分布钢筋不连接边缘构件现浇装配式剪力墙结构,并给出相关设计计算方法.最后对装配式剪力墙新型连接技术与无损检测技术等方面做出了展望,并指出竖向分布钢筋不连接装配式剪力墙结构是未来更具前景发展方向之一.

大尺寸预制板吊点最优布设方式的探讨

选择合理的吊点布设方式是大尺寸整间预制板在游牧式生产、吊装施工中的关键环节。采用一种吊点设置于桁架筋的8点吊装方式,运用等代梁模型理论,分析得到吊点的最优布设方案;考虑到吊点受桁架筋位置的限制而与理论位置存在偏差,对该偏差的影响进行了敏感性分析,并获得了相应验算方法;对实际工程案例进行了应用,取得了良好的效果,为大尺寸整间预制板的推广应用提供了理论依据和参考价值。

作业受限区深基坑大体积混凝土多工艺浇筑模拟和实践

本项目大底板混凝土浇筑方量大,存在交通部署困难、场地狭小、工期要求紧、浇筑面广、浇筑设备安装难度大、技术含量高等特点,结合BIM对施工部署方案及交通组织进行分析及模拟,研究多角度溜管、溜槽和天泵综合快速浇筑施工技术及设备,解决传统泵送、单一角度溜管与泵送相结合无法全面覆盖的难题,在30h内一次性完成面积3 740m2、浇筑量达13 000m3的深基坑大底板,有利于大体积混凝土温度、裂缝控制,对比传统泵送组合方式,可提高浇筑效率、节约成本。

正交X形圆钢管相贯节点焊缝断裂的试验与机理分析

圆钢管相贯节点焊缝处应力分布难以避免不均匀性,而现行设计规范计算圆钢管相贯节点焊缝强度时未考虑这种不均匀性的影响。通过设计6个X形圆钢管相贯节点试件的支管受拉试验,研究了节点的破坏形态,分析了应力分布的不均匀性对节点焊缝强度的影响。试验结果表明：所设计的相贯节点实现了预期的焊缝断裂破坏模式;焊缝的断裂通常始于鞍点位置;节点应力分布的不均匀性对焊缝强度的影响很大;主管管壁刚度的大小对应力分布的均匀性起着关键作用,当节点外形尺寸保持一致时,主管管壁刚度越小,节点应力分布的不均匀程度越大,焊缝的强度越低;试验中主管管壁刚度最小的节点,其平均焊缝强度尚未达到刚性节点的40.3%;现行设计规范中未考虑圆钢管相贯节点应力分布不均匀性影响的计算方法会导致计算结果偏于不安全。

支方主圆T形相贯节点轴压承载力计算公式

"支方主圆"T形节点与"支H主圆"T形节点虽然在结构形式上相近,但是在传力机理方面并不一致,两者承载力存在较大的差异。为了实现对T形相贯节点的精细化分析,该文提出了一种能消除节点弦杆弯曲效应影响的"弦杆约束法"分析模型,从而获得排除弦杆长度、边界条件等影响的单纯反映节点自身性能的"真实"承载力。共对192个"支方主圆"T形节点和192个"支H主圆"T形节点进行了参数化分析。分析与对应的试验结果表明,与"支H主圆"T形节点相比,"支方主圆"T形节点承载力受到腹杆纵向板的影响更为显著。参数分析结果发现,CIDECT设计指南的计算公式偏保守地估计了支方主圆T型节点的承载力。该文对该公式进行了修正,所得结果获得良好精度。

基于塑性铰线方法的主圆支方T形节点研究

鉴于钢管T形相贯节点中弦杆为圆管、腹杆为方管或矩形管的节点(主圆支方节点)极限承载力计算公式的合理形式还未建立,利用基于塑性铰线的极限分析模型来估算这类节点腹杆受轴压荷载下的承载力。针对弦杆钢管表面为曲面的特点,构想了一种机构模型,建立了相应的数学描述,并采用数值方法讨论了不同几何参数对节点轴压极限承载力的影响。同时,采用弹塑性有限元数值计算的比较,验证了建立模型的适用性。研究表明,塑性铰线模型理论对主圆支方T形节点的计算有较好的准确性,相较有限元分析可以快速地得到承载力估计值。

主圆支方钢管T形节点承载力有限元分析研究

钢管T形相贯节点中弦杆为圆管,腹杆为方管或矩形管的节点形式,在我国现行设计规范中还没有强度计算公式;欧洲规范虽然给出了强度计算公式,但是此公式与弦杆为圆管,腹杆为工字钢的计算公式形式相同。分析表明,欧洲规范给出的公式适用于腹杆为工字钢的节点形式,在计算腹杆为方、矩形管时可能偏于保守,其保守程度随着弦杆壁厚的增大加剧。另一方面主圆支方T形相贯节点形式中,将腹杆绕其轴转过一定角度再连于弦杆上,可以提高承载力,但是对材料性能的要求应提高。

预应力混凝土双T板结构性能检测研究

预应力混凝土双T板是国内现行规范明确规定需进行性能检测试验的重点大型构件,其试验方法和检测指标是装配式混凝土结构构件检测中的难题。结合某全装配式停车楼项目,采用合理的支撑装置和分级加载方式,对4组共12个非标准预应力混凝土双T板进行了承载力、挠度及抗裂性能的检验。在试验基础上,从"设计需求"和"设计性能"两个方面,对预应力混凝土双T板的性能检测试验方法进行了对比分析,结果表明,所有试件荷载加载值均达荷载设计值约1.55倍,实测开裂荷载约是理论计算值的1.13~1.38倍,且皆高于1.17倍荷载标准值,小跨度和大跨度板的挠度分别为设计限值的13%~20%,53%~56%,基本全部满足"设计需求"检验标准。指出相关图集、规范中以"设计性能"为基础的检验思路对于实际工程应用要求过严,建议对于"设计性能"远大于"设计需求"的小跨构件采用基于"设计需求"的指标进行检验。

竖向分布钢筋不连续的装配式剪力墙等强设计方法

为解决装配式剪力墙灌浆套筒构造施工难、存在安全风险的问题,提出一种竖向分布钢筋不连续并加粗两侧现浇区纵筋直径的装配式剪力墙体系。提出了该剪力墙的承载力计算式,并建立了30个有限元分析模型对其进行检验,结果表明,采用正截面承载力设计值对承载力的估计较为准确,且初始刚度与现浇剪力墙一致。为便于实际工程设计,提出了间接设计方法,即将现浇剪力墙按压弯等强和抗剪等强的配筋原则等效为装配式剪力墙,设计过程中,所有标准层剪力均按底层标准层进行等效配筋。通过对间接设计方法合理性分析,发现虽然按照“偏心受压等强替换”原则配筋的装配式剪力墙在低轴压比条件下承载力低于现浇剪力墙,但由于层间剪力较低,结构仍满足安全性要求。

钢管混凝土短肢组合剪力墙轴压整体稳定承载力设计方法研究

本文主要研究了钢管混凝土短肢组合剪力墙在轴心受压作用下的整体稳定承载力的设计方法。利用非线性有限元分析软件Abaqus建立钢管混凝土短肢组合剪力墙模型,之后将数值模拟的结果和试验结果进行对比以校核数值模型的准确性。随后采用此模型进行参数分析,分析了现有设计公式在不同钢管厚度、混凝土强度和截面高宽比情况下的适用性。分析结果表明公式计算的精度与混凝土对于承载能力贡献相关。根据以上发现对于现有公式进行修改后,得到计算结果与有限元分析吻合地更好。