真实非均匀受火边界下STRC柱的温度分布及材料性能退化分析

为揭示真实火灾边界下钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱的耐火性能,采用ABAQUS软件对考虑墙体影响的非均匀受火边界下方形STRC柱的温度场进行分析,获取了受火边界、墙体、柱截面尺寸、墙体导热系数和厚度等参数下受火柱的温度分布、钢材和混凝土的等效强度折减和弹性模量折减情况。结果表明:相较于无墙体受火边界,真实火灾边界下方形STRC柱的温度分布更不均匀,但等效强度折减系数总体上更高;非均匀受火柱的混凝土平均温度和钢管平均温度均低于四面受火柱,且受火面越少,构件整体温度越低,等效强度越高;构件整体温度和等效强度折减程度随柱截面尺寸、墙体厚度的增大和材料导热系数的减小而降低。

某省道全预制装配式桥梁总体设计研究

某省道改扩建工程中的主线高架桥采用全预制拼装结构,上部结构采用钢混组合板梁,下部结构采用预制拼装的桥墩与盖梁。考虑结构性能、交通影响、施工难度、行车条件、景观效果、养护难度等因素,综合确定上部结构方案,并结合等效用钢量指标及预制板架设情况,确定主梁的片数与合理间距。通过优化预制墩柱-承台的台座式波纹管连接构造,不仅增大了墩柱的水平承载力,还降低了施工的难度及成本。

大挑高中庭钢混屋盖拆除技术

介绍了高层建筑中庭(中间挑高十几层)屋盖拆除的施工方法。通过在顶层搭设临时钢平台,作为拆除中空屋盖操作层,详细阐述了大挑高中庭钢混屋盖拆除的关键技术,同时也确保了施工安全,可为后续的此类工程提供借鉴。

高强钢纤维碳纳米管混凝土单轴受压本构关系

为了改善高强素混凝土的脆性破坏行为,通过钢纤维与碳纳米管的混掺试验,分别进行了空白试样和高强钢纤维碳纳米管混凝土的立方体和轴心抗压试验,得到了单轴受压应力-应变关系曲线,并由此建立了本构方程。试验结果表明:HSPC的棱柱体试件破坏形态为典型的脆性破坏;HSSFCNRC属于典型的塑性破坏。其次,两者的轴压比(轴心与立方体抗压强度之比)均随强度提高而提高,但HSPC的峰值应变、弹性模量和泊松比均比HSSFCNRC小;第三,由于HSPC的脆性和压力试验机的局限性,所采集到的下降段曲线上数据点远较后者少得多,而且后者也较前者的曲线平缓得多。这些特征指标,均说明了钢纤维与碳纳米管已有效改善了HSPC的脆性破坏行为,可为相关工程应用奠定基础。

人行激励下压型钢板-混凝土组合楼盖舒适度分析

为研究人行激励下大跨度楼盖结构的舒适度问题,对目前比较流行的压型钢板-混凝土组合楼盖体系进行有限元建模,在此基础上进行瞬态振动的分析,将得到的结果与美国规范AISC-11的计算结果和标准进行对比。结果表明:AISC-11计算方法对人行激励的简化并不合理,造成峰值加速度与实际误差较大,偏于不舒适;人行激励模型考虑了多阶简谐激励的作用和人行激励作用位置的变化以及人与楼盖相互作用的过程,更贴近实际。

高性能混凝土简支梁正截面的抗弯疲劳性能

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同钢筋类型和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。结合高性能混凝土和钢筋的材料疲劳损伤分析,提出了高性能混凝土梁疲劳寿命方程和疲劳后梁挠度的计算公式,并将理论计算的疲劳寿命、挠度与试验结果进行了比较,最后对比分析了高性能混凝土梁与普通混凝土梁抗弯疲劳性能的差异。

部分充填钢箱—混凝土组合梁变形计算

为研究组合梁负弯矩区的滑移及变形进行了3片不同抗剪连接度的部分充填式钢箱—混凝土组合简支梁试验,观测了在对称集中荷载作用下交界面的相对滑移分布规律和挠度的试验结果。试验结果表明,随着抗剪连接度的增加,滑移逐渐减小且基本上以跨中为对称点沿梁对称分布。建立了考虑滑移效应的组合梁受力模型,推导出部分充填式钢箱—混凝土组合简支梁交界面的滑移微分方程,针对钢结构设计规范运用刚度折减法计算挠度出现的问题,建议采用有效刚度法,同时将计算结果与试验结果进行了对比分析。对比结果表明,在弹性阶段滑移理论计算值和实测值具有很好的拟合性,弹性阶段以后有一定的误差,有效刚度法计算得到的挠度可以准确描述组合梁的变形。

钢管混凝土拱桥拱肋吊装线形控制的分步算法

针对钢管混凝土拱桥拱肋分节段安装由扣索张拉引起的高程差问题,以裸拱自重变形后的拱轴线形为控制目标,基于最优化理论和一次扣索张拉法,提出先用零阶优化法按整体安装计算出各拱肋节段的预抬量和扣索索力,再以整体安装计算结果为目标,根据拱肋节段安装顺序,通过迭代方法计算出各个节段安装时的预抬量和扣索索力。将该算法应用到主跨240m的巫山新龙门大桥拱肋安装线形控制中,松索成拱后的线形与目标线形吻合良好。

CFRP钢管混凝土核心轴压短柱静力性能研究

目的为了解CFRP钢管混凝土核心轴压短柱的各组成部分协同工作,内力重分布,应力-应变关系以及承载力简化计算等问题.方法以试验研究为基础,对研究对象进行理论分析.结果试件在受力过程中存在内力重分布现象:在加载初期,钢管以承受纵向压力为主;在加载后期,钢管和CFRP筒以承受环向拉力为主,给出了此类构件的应力-应变关系曲线以及承载力计算表达式.结论在达到最大承载力之前,钢管,主筋和外围混凝土能够保持协同工作;根据CFRP筒约束效应系数的不同,可以将应力-应变关系曲线划分为若干阶段;计算值与实测值吻合良好且偏于安全.

高温后方中空夹层钢管混凝土柱滞回性能研究

为研究高温后中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,采用合理的本构关系,建立有限元模型,分析参数主要有轴压比、温度、内钢管屈服强度等,与试验结果比较,吻合较好。通过对高温后中空夹层钢管混凝土柱滞回性能的机理分析,结果表明:构件的耗能能力和位移延性系数均随着轴压比和温度的增加而减小;在加载的前期刚度退化较快,到后期刚度退化趋于平缓;构件的侧向承载力随着轴压比和温度的增加而减小,曾经历900℃高温后承载力下降50%以上;而内钢管的屈服强度对构件的刚度、延性、承载力等无显著影响。

钢-混凝土组合梁中支点负弯矩段混凝土预应力施加技术

为给钢-混凝土组合梁中支点负弯矩段混凝土施加预应力,以上海崇明越江通道长江大桥工程B4标段(85+5×105+90)m钢-混凝土组合结构连续箱梁为例,采用先简支后连续配合中支点桥面板滞后结合和支点升降法等措施进行施工。组合梁整孔预制(中支点两侧各约7.5m的混凝土顶板先不结合),运抵现场整孔架设后浇注底板双结合段混凝土,待底板混凝土达到一定强度后起顶组合梁,浇注顶板湿接缝混凝土,然后落梁进行后续施工。监测结果表明,体系转换完成后、二期恒载铺设前各墩墩顶混凝土顶板压应力储备为3.01～4.70 MPa,在二期恒载铺装前桥面线形的实测值与设计值偏差普遍在3cm以内,墩顶体系转换时应力和线形控制较好。

港珠澳大桥钢-混组合梁制造及安装关键技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥上部结构采用钢-混组合连续梁。文中主要从桥面板预制、钢主梁整孔制造、钢主梁桥面板组合、组合梁整孔运架,以及组合梁体系转换技术方面阐述了组合梁整孔制造整孔架设技术,体现了大型构件海上施工的"大型化、标准化、工厂化、装配化"理念。

组合T形钢管混凝土柱力学性能有限元分析

将肢长比及约束效应系数作为轴心受压短柱力学性能的影响因素,利用Abaqus有限元软件计算T型组合钢管混凝土柱在单向荷载作用下的力学性能,得到其荷载-应变关系曲线与极限承载力。在验证有限元模型正确的基础上,进一步分析其破坏模式与应力分布规律。研究结果表明:随着约束效应系数增大,试件极限承载力提高;肢长比越小,极限承载力越高。

钢衬钢筋混凝土管道开裂机理及模拟技术研究

钢衬钢筋混凝土管道在设计上允许外包混凝土开裂,确定其裂缝发展规律和结构的承载特性是评估管道能否长期安全稳定运行的前提,但现有的解析公式多是半理论半经验公式,不同的公式计算结果误差较大,有限元法成为了主要的分析方法.以往的有限元模型多基于损伤或者断裂理论,较少考虑二者的耦合作用,本文结合三峡水电站大比尺试验模型,建立了基于黏聚裂缝模型的有限元模型,在管道混凝土中插入内聚单元综合模拟了混凝土开裂过程中的损伤和断裂特性,得到了管道结构开裂前后的钢材应力变化规律、裂缝扩展形态以及裂缝宽度,进一步系统地讨论了内聚参数和网格尺寸的影响.有限元模拟裂缝扩展形态与模型试验时裂缝宽度中间宽、两侧较小的结论一致.管腰和管顶典型部位的裂缝宽度值与模型试验误差在10%以内,且钢材应力起伏与裂缝位置相呼应.更改内聚参数和网格尺寸发现,在合理的取值范围内,混凝土裂缝扩展、钢材承载规律与试验结果基本一致,但内聚刚度取值过小会导致混凝土开裂提前,黏结系数取值过大或者单元尺寸过大会使计算结果的精度降低.因此在采用黏聚裂缝模型模拟管道混凝土开裂时,应在保证计算收敛的前提下,尽可能取较小的黏结系数和足够大的内聚刚度,以提高计算结果的精度.

再生骨料方钢管混凝土轴压短柱承载性能数值分析

在确定组成方形钢管混凝土的钢材和核心混凝土本构关系模型的基础上,以纤维模型法为基础,考虑了再生骨料取代率对构件轴压承载力的不利影响,编制计算程序,并利用数值方法对再生骨料方钢管混凝土轴压短柱的荷载—变形关系进行了全过程分析.在验证了该模型计算正确性的基础上,为下一步相关实验研究和构件工作机理分析提供了理论参考.

东海大桥大体积混凝土海上施工技术

以东海大桥承台大体积混凝土海上浇筑为背景,介绍钢套箱承台大体积混凝土养护工艺、东海大桥承台大体积混凝土中试试验和承台大体积混凝土浇筑实际情况。

L形缀板式方钢管混凝土组合柱压弯性能试验研究

对L形缀板式方钢管混凝土组合柱进行偏压试验,分析了在偏压荷载作用下缀板对L形钢管混凝土组合柱的承载能力和破坏状态等参数的影响。结果表明,在偏压荷载作用下,L形缀板式方钢管混凝土组合柱的极限承载力要比普通方钢管混凝土组合柱高,且L形缀板式方钢管混凝土组合柱通过缀板的连接使组合柱的整体性较强,各肢柱可以协调变形。研究结果为后期L形缀板式方钢管混凝土组合柱的其他性能研究提供了参考。

基于有限单元法的钢-混凝土组合空腹板的优化设计

为了研究钢-混凝土组合空腹板最优截面几何尺寸,建立了四边简支条件下结构的有限元分析模型、优化参数模型和优化数学模型,通过对已建工程的优化设计分析,在给定条件下使造价减少24.7%,表明该方法优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土组合空腹板截面优化设计工程.通过对不同跨度的组合空腹板进行优化设计,获得在给定条件下的最优截面尺寸和最优网格尺寸,并探讨了长跨比的影响,给出组合空腹板优化设计的几何尺寸建议.

钢骨超高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土柱的抗震性能,对6根钢骨超高强混凝土柱(λ=2.6)在低周反复荷载下进行试验,并且分析了试件的破坏过程和破坏方式,以及轴压比、配箍率及型钢形式对延性的影响。试验结果表明:钢骨超高强混凝土柱主要破坏形态为弯曲破坏和弯剪破坏,发生弯曲破坏的试件荷载-位移滞回曲线饱满,下降段较为平缓,表现出良好的抗震性能,发生弯剪破坏的试件荷载-位移滞回曲线狭窄,下降迅速,抗震性能较差;配箍率高、轴压比小、配置H型钢试件抗震性能好。

简支结合梁无支架施工技术在轨道交通中的应用

无支架施工技术是一种针对简支结合梁的较新颖的技术措施,其核心内容为钢梁整孔预制吊装和无支架现浇施工全桥桥面板。从核心技术研究入手,逐项分析无支架施工技术难题。采用分片制作、现场拼接钢梁的方案解决钢梁运输难题,通过分段浇筑混凝土桥面板达到合理控制钢梁应力的目的,从而实现轨道交通简支结合梁无支架施工。无支架施工技术可操作性强、效率高、工程投资少,是解决轨道交通桥梁跨越既有桥梁结构、铁路线网等恶劣施工工况的一条捷径,有望在一定程度上推动简支结合梁的普及应用,为以后解决类似问题提供实践经验。