功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

CFRP板纵向加固RC柱在水平低周循环荷载下的力学性能研究与应用

开发了一种纵向粘贴CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强复合材料)板的RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)柱抗弯加固系统,该加固系统由纵向粘贴在柱表面的预制CFRP板和防止柱底CFRP板脱粘的混凝土加厚层组成.为研究纵向粘贴CFRP板对RC柱的抗弯性能影响,设计并开展了5根足尺矩形RC柱的水平低周循环加载试验.研究结果表明:粘贴CFRP板加固能有效延缓柱的开裂;柱的破坏模式得到明显改善;相较于未加固柱子,粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的RC柱极限承载力分别提高了15.1%和17.4%;加固后柱的抗弯承载力和刚度得到提高,但增加CFRP板的层数对极限强度和刚度没有显著影响,反而会降低柱的延性,相较于仅采用增大柱底截面的方式加固的对照柱,粘贴1层CFRP板和2层CFRP板加固的试验柱的延性系数分别降低16.2%和35.1%;试验过程中,由于柱与基础节点承载力的限制,CFRP的最大应变仅达到极限应变的24%,抗拉强度未得到充分发挥.该加固方法已在某医院加固工程中得到应用,跟踪研究表明,加固后柱子的抗弯承载力有明显提升,加固方法得到工程业界的认可.

加固后钢筋混凝土十字形柱斜向抗震性能研究

钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件,在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载,通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性等抗震性能指标研究了试件的斜向抗震性能,并参考相关规范得出了新型约束补强方式十字形柱的压弯承载力计算公式。结果表明:钢筋网格局部加强使试件的斜向峰值位移提高了7.4%~19.4%;柱端嵌贴碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)板条会使试件峰值承载力、延性系数分别提高了约29.2%~34.2%和7.5%~22.9%;柱端嵌贴CFRP板使试件斜向峰值承载力、延性系数分别提高了约99.9%~105.5%和17.4%~24.8%。3种加固方式均可改善钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能,改善程度由大到小依次为柱端嵌贴CFRP板、柱端嵌贴CFRP板条和钢筋网格局部加强。

钢结构梁柱加固节点框架损伤演化过程数值模拟分析

为研究不同因素对钢结构梁柱加固节点框架演化过程损伤的影响,选择4个钢结构梁柱加固节点框架试件作为实验对象,在其他条件不变基础上,改变试件轴压比、钢盖板厚度以及混凝土强度,用ABAQUS软件对钢结构梁柱加固节点框架进行模拟,观察损伤演化过程的应力云图情况,并对屈服位移与峰值位移进行统计。结果表明:轴压比以及钢盖板厚度对受力性能影响不大,混凝土强度对受力性能影响较大,并且随着混凝土强度的增加,钢结构梁柱加固节点框架的承载力也在增加,在节点框架设计时,应适当增加混凝土强度,提高节点框架承载力。

轴压比和面承板厚度对混合节点抗震性能的影响

为了研究新型柱全截面隔板式钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架节点形式的抗震性能,考虑不同轴压比和面承板厚度的影响,对2组共6个3/4比例的梁柱节点进行低周往复加载试验研究.试验中所有试件均发生设计预期的节点剪切破坏,滞回曲线呈弓型,表明节点具有良好的抗震性能.试件最终因节点区的混凝土开裂剥落而丧失承载力.试验结果表明,当轴压比为0~0.25时,随着轴压比的增大,RCS节点开裂荷载有所增大,峰值荷载前斜裂缝数量减少、宽度减小,试件的承载力、刚度和耗能能力均有所提高.节点域柱纵筋黏结应力随轴压比增大而减小,表明节点域内黏结状况有明显改善.相较于单向面承板试件,双向面承板试件在承载能力、延性和耗能能力方面均表现出显著提高;当双向面承板厚度由6 mm增加至10 mm时,试件峰值承载力和刚度的提升幅度相对有限.

型钢混凝土组合结构梁板柱施工质量控制要点分析

型钢混凝土组合结构梁板柱是一种目前应用广泛的新型建筑结构,具有高刚度、高强度和抗震性能好等优点。但施工中也会存在一些质量问题,如型钢混凝土梁板柱的连接、型钢混凝土界面黏结等,型钢混凝土梁板柱施工质量控制对结构性能和整体稳定性具有较大影响。通过对型钢混凝土组合结构梁板柱的施工质量控制要点的分析,从型钢与混凝土界面的黏结性能、型钢混凝土梁板柱连接的方式等方面进行了论述,为型钢混凝土组合结构梁板柱的施工质量控制提供了一定的理论参考。

基于AutoForm软件的汽车B柱加强板成形性及回弹分析

以某车型的B柱加强板为例,介绍了应用AutoForm软件对该板件进行全工序分析的设置方法以及回弹分析的设置方法。通过模拟,可以判断B柱加强板的成形性好坏及回弹趋势,从而采取措施改善成形性,以获得合格的零件,证明了AutoForm软件模拟在汽车覆盖件的模具开发过程中具有实用性。

波纹钢板组合框架节点抗震性能试验研究

基于波纹钢-钢管混凝土组合柱与U形外包波纹钢-混凝土组合梁,以“强节点弱构件”的设计原则提出了一种施工便捷、传力明确的节点连接方式。对中节点试件进行了低周往复加载下的拟静力试验,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、延性、梁端塑性铰区以及节点核心区关键部位钢材的应变变化,通过有限元软件对节点进行模拟,并与试验进行对比发现二者吻合较好。研究表明:试件最终破坏的位置为梁端理想塑性铰区,节点核心区域未发生明显破坏,实现了塑性铰的外移;试件滞回曲线饱满,等效黏滞阻尼系数为0.206,延性系数为3.67,说明试件具有较好的耗能能力以及延性。节点域钢材各位置应变分布均匀,传力效果良好,节点核心区未屈服,梁下翼缘塑性铰区应变达到屈服应变,节点工作性能良好,能有效传递弯矩以及剪力。

临港公铁两用长江大桥主桥桥塔施工关键技术

川南城际铁路临港公铁两用长江大桥主桥为主跨522 m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,桥塔为钻石形钢筋混凝土结构,塔高250.8 m,设中、下横梁各1道及上横梁2道。桥塔采用液压爬模施工,其中下塔柱与下横梁采用同步施工;中、上塔柱与中、上横梁及连接板采用异步施工。在中、上塔柱施工时,中、上塔柱间设置6道主动横撑,解决了塔柱、横梁异步施工时内倾塔柱因自由长度过长导致其根部受力较大的问题,避免了开裂;中横梁采用附壁支架施工,设计简洁且耗材少,整体安装快速便捷,承载性能好;连接板采用无水平推力弧形拱架施工,解决了跨度大、承载力要求高的问题;风洞与上横梁采用落地式组合支架施工,既解决了狭小空间内部支撑构件的安拆问题,又满足承载力强、稳定性高、风险小的要求。

对称外粘钢板偏心受压RC柱N_(u)-M_(u)曲线特性及应用

采用对称配筋的偏心受压钢筋混凝土柱(RC柱),极限弯矩值Mu与极限轴力值N_(u)存在一定函数关系,据此函数关系式得到的柱N_(u)-M_(u)曲线在工程设计与加固改造中得到广泛应用。当对称配筋RC柱承载力不能满足要求时,可以在其受力方向对称配置一定厚度钢板进行加强。为研究对称外粘钢板偏心受压RC柱加固效果,首先推导出对称外粘钢板RC柱M_(u)与N_(u)函数关系式并得到其N_(u)-M_(u)曲线,然后研究了钢板厚度与强度对N_(u)-M_(u)曲线的影响,最后借助ANSYS软件研究持续静力荷载下外粘不同厚度钢板偏心受压RC柱变形与破坏特征。研究发现,对称外粘钢板RC柱的N_(u)-M_(u)曲线随着钢板厚度与强度的增大而增大。钢板厚度每增加1mm,M_(u)增大约20%,N_(u)增大约10%。根据数值模拟结果并结合对不同参考点曲线进行分析可知,对称粘贴一定厚度钢板的RC柱较未粘贴钢板的普通柱承载力明显提高,破坏程度明显降低。

柳东新区文化广场结构设计难点分析

柳东新区文化广场地上结构分为A区(A1科技馆、A2青少年宫)、B区(B1群艺馆、B2文化配套中心)、C区(拱廊)。地下设有两层连通的人防地下室。A区、B区上部结构从下至上逐层倒悬外挑、平面尺寸逐层扩大。外围结合建筑要求设置斜柱支撑外圈结构,利用钢梁将斜柱水平分力传递至内侧结构。柱底采用一种浅埋式钢管混凝土柱柱脚构造,倒悬外挑部分采用钢梁+钢筋桁架楼承板以避免高支模施工。介绍了基础和主体结构的设计思路,对A、B区倒悬外挑结构和C区拱廊桁架的受力进行了分析,分析结果表明,结构设计合理。

基于有限元的大型储罐不同形状中间隔板对比分析

对某大直径储罐的中间隔板采用ANSYS软件进行了应力分析,对比了S形双曲面隔板和平面隔板的应力和变形情况,分析结果表明,平面隔板设置加强肋是一种更加合理的设计方案。与S形双曲面隔板结构相比,平面隔板变形时罐壁应力水平更小,同时,辅助支撑梁可以限制平面隔板的变形,进而降低隔板应力,提高承载能力,使结构更加优化。

几类方钢管柱-H型钢梁节点力学性能对比

钢结构具有力学性能好、建筑布局灵活、施工周期短等众多优点。同时,大力发展钢结构建筑也是推动建筑工业化转型升级,推广装配式建筑,解决目前国内钢铁产能过剩的有效途径。因此,对于钢结构连接的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对方钢管柱-H型钢梁节点中的加强套板式节点、加强环式节点、狗骨式节点、普通节点在往复荷载下的力学性能进行了对比研究。结果表明:加强套板式节点破坏形态为梁端塑性铰破坏,塑性铰出现在距柱表面75~175 mm距离处;加强环型节点破坏形态为节点核心区剪切破坏;狗骨式节点破坏形态为梁端塑性铰破坏,塑性铰出现在梁截面削弱处;普通节点为节点域柱表面变形破坏。加强套板式节点、加强环式节点、狗骨式节点、普通节点滞回曲线呈饱满的梭形,均具备良好的力学性能。狗骨式节点因梁截面进行过削弱,其极限承载力最小;加强环节点因加强环的加强作用,又是柱节点域剪切破坏,其承载力明显大于其它节点。

钢筋混凝土柱-钢梁节点的抗震性能研究

提出了一种新型端板高强螺栓连接的狗骨式削弱钢梁-钢筋混凝土柱节点,通过2个足尺试件的低周反复荷载试验研究了其抗震性能和破坏形态.两组试件的试验结果表明此种节点具有较高的强度和刚度.试件EJ1在钢梁狗骨式削弱区的塑性还没有充分发展前发生了连接破坏,节点耗能能力较差;而试件EJ2由于提高了节点连接质量,在梁端狗骨式削弱区形成塑性铰破坏,节点耗能能力较好,抗震性能优良.建议采取措施提高钢梁和端板的焊接质量,尽量采用工厂焊接来保证钢梁狗骨式削弱作用的实现.

外包钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土柱节点的试验研究

外包钢-混凝土组合梁是一种新型组合梁,在负弯矩作用下具有良好的工作性能,其与柱连接节点的构造还有待合理设计并试验验证。采用两种不同的构造形式,设计4个外包钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土柱的连接节点,并对其进行低周反复荷载作用下的试验研究。对节点的破坏形态、滞回曲线、强度、延性和钢筋、钢板的应变等性能进行分析,结果表明:通过合理的构造措施,外包钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土柱的连接节点具有较好的受剪承载力、延性和耗能能力,能够满足工程要求。在此基础上对节点的受力机理进行探讨,提出节点核心区受剪承载力的计算公式,计算结果和试验结果吻合良好。

方钢管再生混凝土框架节点抗震性能试验研究

为研究方钢管再生混凝土柱—再生混凝土梁节点的抗震性能,对4个不同构造措施的方钢管再生混凝土柱—再生混凝土梁节点进行了低周反复加载试验,对试件破坏过程及模式进行了细致的观测,并对滞回曲线、骨架曲线、承载能力、耗能能力、延性性能及刚度退化等多项抗震性能指标进行详细分析,以此揭示不同的节点构造措施对方钢管再生混凝土柱—再生混凝土梁节点抗震性能的影响。研究结果表明:各试件的滞回曲线均较饱满,试件的受力过程均可分为弹性阶段、弹塑性阶段和破环阶段;增设节点板或加强环等措施能够提高试件的承载能力与初始刚度;各试件的平均位移延性系数在2.42~3.24具有较好的延性性能;各试件在破坏状态时的等效粘滞阻尼系数均在0.50以上,表明该型节点具有良好的耗能能力;随着加载目标位移值的不断增加,刚度退化规律呈现出先快后慢的特点。

A立柱加强板拉延成形数值模拟分析及优化

利用Auto Form软件对汽车A立柱内板上部加强板拉延工艺进行了模拟分析。在拉延成形后获得零件成形极限图和减薄率云图。结果表明:零件存在开裂和起皱的缺陷。通过优化零件结构使零件减薄率在标准范围内。同时采用正交试验优化了工艺参数,获得了性能更优的产品。

粘钢加固钢筋混凝土轴心受压构件中粘钢利用程度及承载力研究

在粘钢加固的钢筋混凝土结构轴心受压柱中,粘钢的利用程度和承载力与初始加载大小、粘钢种类以及混凝土强度等级有关.本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中假定的混凝土应力 应变关系和极限应变值,推导了粘钢能被充分利用的界限条件,并且提出了粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱承载力计算公式.

大跨度钢筋混凝土空腹夹层板柱结构研究与应用

介绍一种新型的大跨度钢筋混凝土空间板系结构—钢筋混凝土空腹夹层板柱结构，它具有板系结构的力学优点，板系结构可跨越更大的跨度。它集承重、围护、装修、管道支架吊顶为一体，经济适用、造型美观、施工方便，是一种值得在大跨度钢筋混凝土屋盖和楼盖结构中推广使用的优良结构形式。

基于分块压边圈的汽车后柱加强板回弹控制

介绍了用Dynaform软件对汽车后柱加强板在整体压边圈和分块压边圈的2种方式进行成形回弹模拟。模拟结果表明,采用分块压边圈成形方式不仅能减小零件的起皱和开裂,使零件变形更均匀,还能显著减小零件的回弹,提高零件的整体成形质量。