基于截面增大法的扣放角钢焊接加固负载H型钢的轴压承载力研究

负载下焊接加固是既有结构加固的重要形式,然而当前对加固形式及加固效果的研究仍然较为缺乏.因此,提出了一种新型负载焊接加固构造,设计了8组扣放角钢焊接加固H型钢试验.研究了焊接过程中的截面应力重分布规律以及焊接加固H型钢柱的轴压力学性能.试验中加固构件的截面为加固前的1.53倍~1.55倍,焊接加固后构件极限承载增大为加固前的1.74倍~1.90倍;加固构件和原构件协同工作,获得了良好的加固效果,虽然焊接热输入降低了构件焊缝间隔处的屈曲应力,但负载加固的构件表现出相对零载加固构件更高的极限承载力.随后建立并验证了一种新型焊接加固H型钢柱的数值模拟方法,探究了不同截面面积加固构件的加固效果;揭示了不同焊缝间隔以及焊接热效应对加固构件极限承载力的影响,并建立了相应的设计方法.

碳纤维板加固H型钢梁抗剥离夹具研制及应用试验

外贴碳纤维板是钢梁抗弯加固的常用方法,但其端部易因界面应力集中导致剥离破坏,严重影响高性能材料的有效利用,特别是结构加固后的安全服役.为此开发出一种适用于H型钢梁的简易夹具——C形槽板夹,以加强碳纤维板的端部锚固.通过多根带夹碳纤维板加固梁的静力加载试验,验证了此夹具的可靠性,并考察了碳纤维板伸入剪跨段长度与剪跨段长度之比及锚固方式(纯粘、端锚和混锚)对加固效果的影响.研究发现端锚加固不同于纯粘,只要梁的控制截面仍在夹具之间,碳纤维板的极限应力、加固效果及利用效率均随其长度缩短而提高,当碳纤维板长度分别为600、750 mm时,前者极限应变和承载力比后者分别高27.3%和8.1%.由于钢梁表面处理质量较差,混锚加固梁均发生突然剥离,后期退化为端锚加固梁,因而相比端锚加固梁加固效果改善不大,需要提高表面处理质量再做类似研究.尽管如此,相比纯粘加固梁,混锚加固梁采用C形槽板夹后剥离破坏被延迟,抗弯性能大为改善.试验过程中还用压电阻抗法对界面剥离情况进行了检测,结果符合实际.

早强水泥基砂浆增强H型钢节点承压能力试验研究

装配式钢结构支护体系在基坑支护中被逐步推广。针对H型钢围檩的局部承压能力低的难题,使用早强水泥基砂浆填充承压节点区。试验研究表明,填充早强水泥基砂浆可以有效约束H型钢翼缘和腹板的屈曲及变形,增强H型钢承压节点的局部承载能力。

不同接头类型地下连续墙受力特性研究

以浦东机场南区地下交通枢纽工程为例,通过建立数值模型分析了不同地下连续墙接头在基坑工程的应用效果,并对比选择了最佳接头类型。研究结果表明:地下连续墙接头部位的水平位移随着基坑的不断开挖而增大;接头位移在基坑开挖至底部时达到最大值66.3mm,在开挖过程中水平位移较大的部位基本位于基坑的中上部,要预先做好预警工作和应急预案,避免发生大面积渗漏的情况;接头类型不同时,地下连续墙对应部位的水平位移有所差异,选择刚性接头时地下连续墙传递应力的能力更好,承载能力更强,位移变形较小;随着基坑的开挖,地下连续墙采用H型钢接头和十字钢板接头时的水平位移变化趋势基本一致;支撑轴力在接头水平位移有显著降低的第3道混凝土支撑部位时的值较大;地下连续墙接头类型同时会对接头部位的稳定性和基坑支护结构造成较大影响;通过对比,H型钢接头更适用于背景项目。

H形钢梁弯曲滞回性能研究与数值模拟优化

为完善H形钢梁在纯弯曲荷载作用下的滞回性能的研究,对2类截面的H形钢梁增加一个多周滞回加载制度下的拟静力试验。此加载制度下的目标耗能量与此试件等幅升幅加载制度下达到峰值荷载时的总耗能量相等,因此对该试件的破坏模式、累积损伤和耗能规律进行分析,验证了原设想中存在的不影响滞回耗能的阈值低于0.02 rad。同时进行了有限元对比分析,对此试验已有模型进行了精细化处理。有限元分析中利用热塑性方法模拟了试件焊接残余应力的变化过程,从而在模型加载过程中引入残余应力的影响,使试件的初始刚度、翼缘局部屈曲发生的时刻、极限荷载后刚度退化有显著改善。

粘贴钢板加固偏压H型钢长柱承载力试验研究

为了研究粘贴钢板加固对H型钢长柱承载力的影响,以粘贴钢板厚度和施加荷载偏心距为变量,制作了3根未粘贴钢板加固H型钢长柱和6根在翼缘纵向通长粘贴钢板加固的H型钢长柱,加固前后钢柱长细比均大于30,并对其进行压弯试验。通过对试验测得的柱中腹板应变、柱中翼缘应变、柱中侧向位移及试验现象进行分析,研究粘贴钢板加固对于H型钢长柱受力稳定性能的影响。结果表明:未经加固的H型钢长柱稳定性较差,在荷载下降段时发生空间弯扭破坏;经过加固的H型钢长柱试件稳定承载力提升显著,胶层在达到极限承载力之前粘接牢固,在荷载下降段时胶层发生剥离,试件发生平面内整体弯曲失稳破坏;并且在其他条件相同情况下,加固试件的偏心距越小,承载力越高,粘贴钢板厚度越大,承载力提升幅度越大。

非对称翼缘H型钢组合梁设计的若干关键因素

非对称翼缘H型钢组合梁是一种优化的组合梁形式,可以提高组合梁的截面抗弯效率,减小工程量,降低碳排量。对非对称翼缘H型钢组合梁的最优截面解析解、截面抗弯效率的影响因素、承载力有效性以及抗弯刚度进行研究。根据荷载分布情况可以确定组合梁施工阶段与使用阶段抗弯承载力比值的限值,由此可以得到满足限值的上翼缘厚度百分比区间,此区间内的抗弯承载力最大值点即为设计控制点。根据上述成果提出了全新的非对称翼缘H型钢组合梁截面设计策略。结合实际工程,对组合梁的经济性进行验证,结果表明,非对称翼缘H型钢组合梁的经济效益显著。

线棒材和H型钢产品的缺陷组织

选取线棒材HRB400E钢、45钢、Q355B钢中的不合格试样,对其中贝氏体、网状铁素体、魏氏组织、带状组织等缺陷组织产生的原因进行分析。结果表明:采用调整钢材加热温度、出精轧温度、轧后冷却速率等工艺参数的方法,可以避免材料产生缺陷组织。研究结果可为提高钢材产品的合格率提供支持。

H形钢梁腹板开洞的有限元分析与研究

通过H形钢梁腹板开洞的有限元分析,研究了开洞、补强加劲板厚度、长度和半刚性连接对钢梁的承载力和变形能力的影响。结果表明:腹板开洞后,钢梁承载力和刚度显著减小,极限状态为空腹破坏;采用井字形加劲肋补强效果较显著,有效减小了洞口区域的应力集中,提升了结构的承载能力;钢梁承载力随加劲板厚和伸长边的增加而增加,但仅在一定范围内,增加幅度随变化量逐渐减小;相对于铰接,考虑实际体系的半刚性连接后,钢梁刚度和承载力均有所增加,主要控制因素变化为H形钢梁与柱的连接节点。

影响热轧H型钢翼缘厚度均匀性的因素分析与改进

针对热轧H型钢翼缘厚度尺寸不均匀现象,无法满足全截面尺寸的要求,结合马钢大H型钢产线生产工艺装备及流程,分析设备精度和工装条件的影响,并提出修复万能轧机立辊轴承座尺寸,定期校核轧机精度和优化轧边机孔型等改进措施,H型钢翼缘厚度均匀性得到很大改进。

盾构穿越区已建结构有限空间内遗留H型钢拔除施工技术

基于杭州地铁9号线钱江路站—渔人码头站区间工程的实践应用,采用了在结构底板上构筑应急防护门后人工挖竖井拔除的方式,成功将地下结构底板下方遗留的H型钢清除。本工法克服了因作业空间小(表现为净空低场地狭小)带来的各种施工限制,有效控制了因地质条件差、地下水丰富、地下水土压力大故而存在潜在的风险,同时也保证了既有地下结构的安全,其可为类似工程提供了一种有效的解决方案。

型钢斜前撑在基坑加固工程中的应用

某一层地下室基坑,原支护形式为悬臂灌注桩,在支护结构施工完成后,由于外部条件变化,保护要求和基坑安全等级提高。为解决后续施工中的变形控制问题,采用了型钢斜前撑对原支护进行加固,即在斜向高压旋喷桩中插入H型钢,端部进入持力层,顶部通过外包混凝土牛腿与冠梁形成受力整体,并采用弧形钢板对中支架,以确保型钢斜前撑的可靠性,从而实现基坑安全与稳定。监测结果表明,型钢斜前撑施工效果显著,各项监测指标均满足规范和权属单位要求,且其施工过程便捷,均采用传统工艺,便于操作,可为类似工程提供参考。

新型H型钢前撑在复杂边界条件下深基坑的应用研究

前撑注浆钢管支护体系是近几年应用的一种新型基坑支护技术,已在长三角地区地下一层广泛应用与实践。与传统钢斜撑相比具有施工便捷、节省工期和对周边环境影响小等明显优势。以某杭州地区某复杂边界条件下深大基坑工程为例,从方案选型、施工技术要点、支护效果等方面对新型H型钢前撑体系进行了详细的分析和介绍,通过现场试验、数值模拟分析和现场监测等手段,进一步分析验证了H型钢前撑体系使用的可行性,为类似地质和边界条件下深大基坑工程设计提供参考。

城市桥梁钢-混凝土组合梁技术与应用

上海军工路高架桥连接逸仙路高架与中环线高架,全长约7.3 km。其设计中,提出了“小型化、轻型化、快速化、工业化”的建设理念,在桥梁上部结构大规模采用钢-混凝土组合梁,分开预制钢-混凝土组合梁或整体预制钢-混凝土组合梁二种结构体系,并首次将重型H型钢应用于组合梁中。

CSM工法桩在粉质黏土层中的选择及应用

结合某项目实际环境及地质情况,阐述止水帷幕施工工艺的选择及对比。

浅析SMW工法施工中遇到的技术难点处理

SMW工法1976年首创于日本,1994年上海市静安寺环球商场的基坑工程是中国首例该工法应用。其具有造价低、对邻近土体扰动小、施工速度快等特点,适用于黏性土、粉土、砂性土等土质的基坑支护。论文基于某施工实例,对SMW工法中易出现的H型钢定位、水泥搅拌桩冷缝处理问题及如何提高质量进行探讨,并给出相关解决措施,为类似工程施工提供经验。论文基于上海市某工程实际案例,通过对该工程实际施工中遇到的H型钢定位插入和水泥搅拌桩冷缝处理问题进行详细阐述分析,并对如何提高SMW工法桩的质量给出相关做法和建议。上述问题作为实际施工中遇到的问题,论文给出了实际解决方案,为其他相类似情况提供参考案例。

建筑钢结构厚板窄间隙气电立焊工艺研究

钢结构件中的焊接H型钢,其厚板T形熔透焊缝焊接以人工气体保护焊打底、填充为主,效率较低。通过介绍采用窄间隙气电立焊方法进行H型钢厚板T形接头熔透焊缝焊接的工艺试验,为H型钢厚板T形熔透焊接提供了一种可借鉴的焊接工艺方法。

HC工法组合桩在软土地区基坑支护中的应用

HC工法组合桩是一种新型组合式型钢基坑支挡结构,具有高强度、高刚度和良好的抗侧倾能力。以浙江省台州市某工程项目为工程背景,介绍了HC工法组合桩在软土地区基坑支护中的应用,阐述了基坑支护设计、施工方法及要点,并分析了基坑监测数据。工程实践表明,HC工法组合桩在软土地区基坑支护中应用效果优良,可提供稳定支撑结构且对周边环境及地下管线的影响较小。

帽型H型钢嵌合型组合桩在软土基坑中的应用

本文介绍了帽型H型钢嵌合型组合桩及其工程应用,主要内容涉及帽型钢板桩的相关介绍及该围护体系的设计和施工等方面。将热轧宽幅帽型钢板桩和H型钢通过简易嵌合装置连接组成帽型H型钢嵌合型组合桩,因其工厂化加工和简易嵌合连接,具有组合形式丰富、对周边环境影响小、工期短、工序简单、运输方便、抗弯刚度大、止水性能好、轻量化、绿色可回收等特点。本文以杭州市拱墅区某软土基坑新建小学及社会停车库工程为例,提出了帽型H型钢嵌合型组合桩的设计和施工方案,并通过现场监测分析验证了嵌合型组合桩实际运用的可行性和安全性,对该工法的推广和应用贡献了较大参考价值。该围护型式在实际工程中的成功运用,可为类似工程提供借鉴。

多工况荷载作用下内嵌H型钢钢管混凝土柱的受力性能

在简单钢管混凝土组合柱中内嵌H型钢,形成新型组合结构柱,为研究新型组合结构柱的受力性能,对其进行纯弯、压弯、扭弯、压弯扭4个工况的试验研究。为满足试验过程中的加载需要,设计制作了一套适用于多工况模拟的加载装置。在复杂荷载加载中,对于有轴压参与的工况,控制轴压比为0.24;对于有扭弯的工况,控制扭弯比为0.34。通过对4个试件的加载试验,分析其扭矩-扭转角滞回曲线、弯矩-位移滞回曲线、扭矩-扭转角骨架、弯矩-位移骨架、力学特征及刚度退化等指标,对结果及其产生机理进行分析。结果表明,在复杂荷载作用下,该新型组合结构柱受力性能良好。基于试验结果提出在工程实际中使用该新型结构柱的基本建议。