内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析

目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果 在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。

内置工字形CFRP的高强圆钢管高强混凝土纯弯构件抗弯刚度研究

目的研究内置工字形CFRP型材高强圆钢管高强混凝土纯弯构件的抗弯刚度,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法设计3个CHCFHST-CFRP构件,对其进行纯弯试验;应用ABAQUS有限元软件建立了纯弯构件数值模型,在数值模拟结果与试验结果吻合的基础上,分析各参数对构件抗弯刚度的影响;并且推导了适用于纯弯构件的抗弯刚度和挠度计算公式。结果试件均未出现断裂,钢管也未产生局部鼓曲,卸载后纯弯段有明显回弹;随着混凝土强度、钢管壁厚和型材尺寸的增长,构件抗弯刚度略有增长;与未配置CFRP型材的构件相比,配置CFRP型材后构件的抗弯刚度有了明显的增长。结论试件整体呈弯曲破坏模态,具有良好的变形能力,具有较强的耗能能力及刚度退化能力;利用笔者推导的公式得到的计算值与试验结果吻合较好,公式可用来计算此类构件的抗弯刚度与挠度。

新型高延性混凝土-压型钢板组合楼板承载力试验研究

为推动新型农村建设装配式体系研发,提出一种外包高延性混凝土夹芯压型钢板的全预制新型组合楼板,并推导相应受弯承载力和挠度的理论计算方法。设计3种不同跨度的新型组合楼板,并将试验结果与理论计算进行对比。结果表明:计算结果与实测结果拟合良好;在正常使用阶段,新型组合楼板的变形表现为理想的弹性效果;新型组合楼板具有良好整体性和组合效应并具有较高承载力,且满足规范要求。可为进一步理论研究提供可靠依据。

压型钢板-混凝土组合板纵向抗剪性能研究进展

压型钢板-混凝土组合板具有承载力高、自重轻、施工便捷等优点,广泛应用于工业厂房、高层建筑及桥梁中。压型钢板-混凝土组合板的纵向抗剪性能是一个重要的研究方向,通过其对理论研究、试验研究以及数值模拟研究三方面进行梳理,分析了目前国内外压型钢板-混凝土组合板纵向抗剪性能的研究成果。结果表明:目前对组合板的纵向抗剪性能研究主要是以试验与数值模拟相结合的方式,基于试验结果建立的有限元模型,能够有效模拟组合板的受力状况。并基于研究现状,对压型钢板-混凝土组合板进一步的研究方向和思路提出建议,以期对下一步的研究应用提供参考。

内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压力学性能

钢管混凝土作为一种发展前景广阔的结构形式,具有较好的承载力和塑性变形能力。矩形钢管混凝土柱作为其中常见的一种形式,在实际工程中的应用较为广泛。该研究基于矩形钢管混凝土在实际应用中存在的长短边约束不一致和对核心混凝土约束不足两个问题,探究一种新型的矩形钢管混凝土构件,即内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱。为此,对11根内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱、2根内置跑道形箍筋的矩形钢管混凝土柱、2根普通矩形钢管混凝土柱开展了轴压力学性能试验,重点分析了并束距、钢管壁厚、混凝土强度等级、箍筋间距、箍筋直径、内置用钢量等重要参数对内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力和延性的影响规律。结果表明:在总用钢量不变的情况下,将矩形钢管的壁厚减薄,并加工成异形箍筋内置于核心混凝土中,能够有效地提高试件的轴压承载力和延性;内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压过程可以分为4个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段、下降段;相比于普通矩形钢管混凝土柱,内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱有更为饱满的塑性强化段。在试验和参数分析结果的基础上,采用已有的约束混凝土本构模型,推导得到内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式。该研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

地连墙H型钢接头声波透射法检测试验方案研究

地下连续墙已被广泛应用于基坑工程中,而超深地下连续墙槽段接头处的施工质量问题仍未得到有效解决。为探究如何检测超深地连墙H型钢接头处混凝土密实度这一工程问题,本文以武汉城市轨道交通12号线中一路地铁车站超深大基坑工程地连墙为研究背景,介绍了声波透射法的检测原理,对应用声波透射法检测地连墙H型钢接头处混凝土密实度的方案进行研究,并设计了具体的模型试验方案。研究表明:声波透射法检测地连墙H型钢密实度有良好的工程价值;现场测试结果与试验设计基本一致;后期通过分析总结模型试验结果可得到不同密实度下的声参量数据库,以期为其实际应用提供科学指导与决策。

大体积砼基础防裂缝措施及冷却管兼做钢筋支撑架的研究

针对大体积砼筏板基础中常见的裂缝问题,进行了理论分析和深入研究。在此基础上,提出了多种有效的防裂缝措施,如优化配合比、采用低水化热水泥、设置冷却管等。特别地,本文还探讨了利用冷却管兼做钢筋支撑架的方案,为解决裂缝问题及降低施工成本提供了一种新颖的思路。通过理论分析和工程实例,证明了这些措施的有效性和可行性。

型钢组合梁梁端构造连接性能试验与优化设计研究

为解决组合梁梁端钢与混凝土连接性能设计要求与梁端布置空间局促之间的矛盾,避免型钢梁端锈蚀劣化等问题,提出现浇钢骨混凝土和剪力钉协同的组合梁梁端连接新型构造。为检验该种新型梁端构造连接力学性能,对基本还原依托工程桥梁梁端局部区域结构形式的子结构足尺模型开展试验研究,并针对试验研究和工程实践中发现的问题,探究型钢-混凝土组合梁梁端构造优化设计方法。

肋板对型钢与泡沫混凝土黏结滑移性能研究

为探讨肋板作为抗剪连接件对型钢与泡沫混凝土黏结滑移性能的影响。分别对20组试件进行推出试验,分析了试件的破坏机理,研究4种泡沫混凝土密度下型钢不作处理、型钢翼缘布置单(双)肋板、型钢腹板布置单(双)U型肋板抗剪连接件对型钢与泡沫混凝土黏结滑移性能的影响。通过回归分析得到在不同位置布置肋板时不同泡沫混凝土密度下肋板数量与荷载特征值的关系方程。并得泡沫混凝土密度、肋板数量对型钢与泡沫混凝土平均黏结应力影响的回归方程。结果表明:试验所用泡沫混凝土密度为800、1000、1200、1600 kg/m^(3)时,型钢翼缘设置单肋板或双肋板的试件较不作处理的试件极限承极限载力分别提高8.84%、10.89%;10.82%、16.68%;6.83%、14.06%;1.88%、4.36%。型钢腹板布置单肋板或双肋板时与不作处理的试件相比极限承载力分别提升15.44%、22.24%;14.09%、18.76%;10.44%、20.56%;7.90%、11.21%。泡沫混凝土的密度及肋板个数与试件的黏结强度成正比,对试验值与计算值的对比及分析表明二者拟合较好,比较接近。

大截面型钢混凝土梁自承重平台施工技术

结合工程实际,针对变截面H型钢混凝土梁悬挑长度长,施工工期短、场地狭小的施工难题,进行相应的技术攻关。在确保施工安全及不影响下部混凝土结构施工的前提下,经过方法创新,采用自承重吊模、高空下挂操作平台及高空支模平台完成了劲性型钢混凝土梁的支模与浇筑。实践表明,由自承重吊模、下挂操作平台及高空支模平台组成的高空平台施工技术具有安全可靠、施工简便、节省工期、降低成本的优势,值得在工程中推广应用。

混凝土坡瓦屋面构造优化设计

简要分析了传统混凝土坡瓦屋面夹芯饼式构造存在的弊端;提出一种新的优化构造,将压型钢板坡屋面防水保温紧密系统移植到混凝土坡瓦屋面上,以一改传统夹芯饼式不合理构造;同时也指出了该优化构造存在继续改进的空间。

基于预埋件部位超前浇筑工艺的型钢混凝土基础结构施工

为加快型钢混凝土基础结构工期进度,保证施工质量和安全,解决型钢结构柱基础埋件标高低于筏板完成面标高的施工问题,通过对预埋件精准定位并固定,超前浇筑预埋件部位混凝土,同时调整传统分层浇筑的施工工艺,达到提前穿插吊装钢结构的效果。结果表明,超前浇筑预埋件施工方案是一种新型有效可行的施工方法,可提高混凝土和钢结构施工质量,减少后期维修隐患,同时通过提前工序穿插,能实现工期节约,为型钢结构柱预埋件低于筏板面工程施工提供了新的施工思路。

常温下型钢与超高性能混凝土基体界面粘接性能影响分析

目前超高纤维混凝土(UHPC)多由硅酸盐、灰石以及石英砂和型钢纤维等材料组成,相较于传统的混凝土材料,UHPC在配比的过程中剔除了粗骨料,提升了材料内部分子结构的匀质性,其相较普通混凝土具有更好的拉伸强度以及耐久性。为改善型钢纤维以及UHPC之间的界面粘接性也成为国内外的研究重点。通过添加型钢纤维改善超高性能混凝土的力学性能,使其满足不同的建筑工程需要,阐述了界面粘接性能测定的方法以及对常温环境下型钢与超高性能混凝土界面粘接性能的影响因素,旨在为超高性能混凝土基体改性和优化应用提供参考。

内藏桁架的混凝土组合低剪力墙试验

提出了内藏桁架(包括钢桁架、钢筋桁架及钢-钢筋组合桁架)混凝土组合剪力墙,该新型组合剪力墙包含2种组合:不同受力体系,桁架与剪力墙的组合;不同材料,型钢与混凝土的组合,形成了双重组合剪力墙.进行了6个1/3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究,包括普通混凝土剪力墙、内藏钢框架混凝土剪力墙、内藏钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢框架-钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢桁架混凝土剪力墙及内藏钢-钢筋组合桁架混凝土剪力墙.在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、能耗及破坏特征.试验表明,内藏钢框架及内藏不同材料桁架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高.建立了内藏桁架混凝土剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.提出了该新型剪力墙抗震设计的建议.

组合剪力墙的抗震研究与发展

剪力墙是高层建筑结构中的核心抗侧力部件,研制抗震性能好的剪力墙,是建筑抗震设计的关键技术之一。组合剪力墙包括不同材料和不同结构形式的组合,可以发挥不同材料和不同结构形式各自的优势,使剪力墙的延性和耗能能力得以提高,从而改善其抗震性能。本文对国内外一些新型组合剪力墙的抗震研究工作进行了归纳总结,并对其发展作一展望。

型钢-钢纤维混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将型钢混凝土梁中的钢筋笼完全或部分替换成钢纤维,形成型钢–钢纤维混凝土组合梁。完成12个型钢?钢纤维混凝土组合梁和1个未添加钢纤维、未设置钢筋笼对比试件的抗弯性能试验。主要研究钢纤维掺量、型钢配钢率、箍筋设置和主筋设置对抗弯性能的影响。增加钢纤维用量能够在一定程度上提高承载力,其影响程度与型钢配钢率有重要的相关性,型钢配钢率越大,钢纤维的影响越突出。纵筋的设置能够大幅提升承载力,箍筋和钢纤维能够使纵筋对承载力的增强效果更为突出。试验结果表明:在相似用钢量的情况下,无配筋的型钢?钢纤维混凝土组合梁不但能够解决型钢混凝土结构的施工困难,而且能够大幅提升延性性能,但由于未配置纵筋,正截面抗弯能力有所削弱;减小保护层厚度,提高型钢配钢率,能够充分发挥型钢翼缘良好的抗弯能力,弥补未设置主筋对承载力的影响,同时增加钢纤维用量,解决因保护层减小而导致的钢与混凝土界面黏结性能变差的问题;在设置钢纤维的情况下,钢纤维掺量较多试件的损伤发展快于掺量较少的试件,并且随着钢纤维掺量的增加,峰值荷载的损伤度越来越大;钢纤维用量越多,试件在峰值荷载状态下的耐损伤性能越好,即使在较严重的损伤状态下也依然能够保持极限承载能力。

闭口型压型钢板-混凝土组合板的刚度计算

闭口型压型钢板 -混凝土组合板的挠度控制是这种新型组合楼板设计中的一个重要因素。在12块闭口型压型钢板简支组合板试验研究的基础上 ,建立了闭口型压型钢板 -混凝土组合板的刚度计算方法 ,针对ASCE标准提出了适合这种新型组合板刚度计算的修正建议。

内藏桁架混凝土组合高剪力墙抗震性能

为改善混凝土高剪力墙的抗震性能,提出了内藏桁架混凝土组合高剪力墙,其内藏桁架包括钢桁架、钢筋桁架及型钢-钢筋组合桁架.该新型剪力墙为双重组合剪力墙,即将桁架与剪力墙两种受力体系组合、型钢与混凝土两种材料组合联合应用.进行了6个1/3缩尺的高剪力墙抗震性能试验研究;对比分析了普通混凝土高剪力墙、内藏钢框架混凝土高剪力墙和内藏桁架混凝土组合高剪力墙的承载力、延性、刚度及其衰减、滞回特性、耗能能力及破坏特征;建立了内藏桁架混凝土高剪力墙的刚度和承载力计算模型;提出了该新型剪力墙的抗震设计建议.计算结果与实测值符合较好.试验表明,内藏钢框架及内藏桁架混凝土高剪力墙的抗震性能比普通混凝土高剪力墙的抗震性能明显提高.

闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳性能试验研究

为研究闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳性能,完成14块闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳试验研究。试验主要考察组合板端部栓钉布置、组合板板厚、疲劳荷载水平及组合板加载剪跨比等4个主要因素对组合板疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合板在各个关键阶段的动挠度、动滑移、压型钢板及混凝土应变、组合板残余挠度及组合板剩余承载能力等参数进行测量和分析。在试验研究基础上,根据组合板疲劳破坏形态及损伤发展情况,着重对组合板的疲劳性能进行较全面研究,初步提出组合板疲劳性能水平评估方法及组合板疲劳设计建议。试验研究结果表明,无栓钉组合板的疲劳性能明显差于带栓钉组合板,布置栓钉可大大提高组合板疲劳性能;无栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为40%的静力极限荷载,而带栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为60%的静力极限荷载。研究结果为闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳设计计算提供有利依据。

压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板受弯承载力试验研究

通过对压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板受弯承载力试验,对其受力性能和变形性能进行研究,并与普通混凝土组合楼板进行对比,以验证《钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》(YB 9238-92)及《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)对轻骨料混凝土组合楼板正截面设计计算的适用性,为轻骨料混凝土组合楼板在工程上的应用提供依据。