带翼缘板嵌入式连接件抗剪性能提升试验研究

为防止波纹钢腹板PC箱梁桥带翼缘板嵌入式连接件翼缘板过早失稳导致失去抗剪能力,在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉。设计制作7组足尺试件进行推出试验,分析栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件在剪力作用下的破坏形态和荷载滑移性能,以及翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度、翼缘板栓钉、腹板厚度和接合钢筋直径对抗剪性能的影响,并验证嵌入式连接件极限承载力计算公式适用性。结果表明:栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件试件破坏模式为混凝土劈裂,荷载~滑移曲线分为弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段。在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉,阻止了翼缘板失稳,抗剪承载力得到显著提高;翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度对栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件的抗剪性能影响较明显,而腹板厚度和接合钢筋直径的影响可以忽略。带翼缘板嵌入式连接件承载力修正计算公式与推出试验结果吻合度较好,可适用于栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件的设计计算。

Ⅰ形截面钢构件腹板屈曲后强度利用

介绍轻型门式框架I形截面钢构件腹板的设计原则和方法.首先从防止受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受剪屈曲后的极限剪力计算、受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定,以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算.

大悬臂波形钢腹板组合挑梁翼缘稳定性研究

对大悬臂波形钢腹板组合挑梁受压翼缘板的稳定性进行了研究,探讨了研究翼缘板受压屈曲的理简化模型,分析了翼缘板长宽比、宽厚比和波形参数对其弹性屈曲应力的影响,引入表征波形腹板约束作用的系数ηf,建议了翼缘板的宽厚比限值。研究结果表明,波形腹板对翼缘板提供了一个介于简支和固支之间的约束,该约束并不总是增强翼缘板的稳定性能,波形约束系数ηf可反映腹板对翼缘的约束程度,文中修正的翼缘板屈曲应力公式可为相关实验和计算提供参考。

剖分T型钢压杆的屈曲性能和应用

剖分T型钢由热轧H型钢一分为二得来,属单轴对称截面。在承受轴线压力时,它的屈曲性能有两个特点。其一是绕对称轴屈曲时必然伴随有扭转,从而降低其承载力。另一方面,当压力移至截面剪心时,屈曲不再出现扭转,承载力达到弯曲屈曲荷载。杆件承载力的这种提高,只有在绕另一主轴屈曲有多余承载力,足以承担压力移至剪心产生的偏心力矩时才能加以利用。本文分析表明,截面高宽比不小于1.25的剖分T型钢满足或部分满足这一条件。有时,荷载作用在形心与剪心距离的一半处较为有利。第二个特点表现在压杆腹板局部屈曲承载力和宽厚比限值。本文揭示出腹板的临界应力总是高于杆件弯扭屈曲的临界应力,因此,只要杆件通过弯扭屈曲验算,就不必顾虑腹板屈曲。然而,在工程实践中有些杆件扭转受到约束,从而不去验算其弯扭屈曲。此时,腹板有可能作为一纵边嵌固、另一纵边自由的板件屈曲。建议的腹板宽厚比限值就是为保证在这种情况下的稳定性而给出的。

腹板受拉L形钢筋混凝土柱的有限元分析

为了研究腹板受拉L形钢筋混凝土柱的性能,在合理选择材料本构关系和边界条件的基础上,利用非线性有限元软件ABAQUS分析偏心距、加载角、混凝土强度和纵筋配筋率对偏心柱承载力的影响。结果表明:ABAQUS软件所模拟的荷载-柱中挠度曲线与试验曲线吻合良好,极限承载力误差仅为0.53%;随着偏心距的增大,承载力逐渐降低;加载角由0°增至180°,承载力呈现先上升后下降的趋势;混凝土强度从C30增至C50,承载力成比例提高;在适筋范围内,纵筋配筋率从1.57%增至2.79%,承载力也相应逐渐提高。

梁柱节点区柱腹板的宽厚比验算及加劲肋设置

当柱与梁连接时,节点处柱受到压力和拉力作用,腹板受压区可能在翼缘未屈服前屈曲。根据国内外规范对梁柱节点处柱腹板宽厚比的不同要求,通过对节点处柱腹板的受力分析,参考圣维南原理,利用稳定理论计算柱腹板的屈曲宽厚比,增加柱腹板宽厚比的许可范围。利用受压两边简支板的临界应力计算加劲肋的宽厚比,通过板的屈曲理论对柱腹板和加劲肋厚度建立对比关系,为进一步确定加劲肋厚度提供参考。

钢结构中工字钢梁腹板厚度的确定

在钢结构中为节省用钢量常采用高而薄的腹板 ,因此腹板厚度的确定至关重要。本文主要从剪应力、弯曲应力、弯曲剪切共同作用以及腹板屈服后强度利用等方面分析了腹板高厚比的限值。所得数据供设计工作者参考使用。

剖分T型钢材的研究现状

着重介绍了剖分T型钢这种新型材料的研究现状,并对比关于T型钢腹板宽厚比限值的三种不同的理论观点,对三种观点进行了分析,使单轴对称截面压杆设计中比较复杂的弯扭屈曲问题得到有效的处理,从而使设计工作得以简化。

楔形梁在腹板高厚比不同时整体稳定性的有限元分析

借助大型有限元分析软件,分析钢结构中腹板高度线性变化的简支双轴对称工字型楔形梁的腹板高厚比、跨度及两端不等端弯矩比值变化对其整体稳定性能的影响,得到楔形梁整体失稳临界荷载的变化规律及相关结论。

楔形工字梁腹板的弹性剪切屈曲分析

采用带斜加劲肋矩形板模型模拟楔形腹板的纯剪应力状态,对其弹性屈曲进行了有限元分析,在矩形板剪切屈曲系数公式的基础上引入考虑楔率影响的参数,得到四边简支楔形腹板和两边简支两边固支楔形腹板的屈曲系数公式,并与有限元分析结果进行比较。通过引入翼缘自由扭转刚度与腹板抗弯刚度之比作为无量纲参数,得到可以考虑翼缘任意约束程度的楔形腹板弹性剪切屈曲系数公式。

合肥新桥机场航站楼大型箱形钢柱的拟静力试验

通过8根箱形钢柱在偏心常轴压、柱顶反复水平荷载作用下的拟静力试验,研究地震作用下合肥新桥机场航站楼大型箱形钢柱的壁板稳定性及其抗震性能。试验结果表明:在小震作用下,合肥新桥机场航站楼箱形钢柱处于弹性受力状态,且壁板稳定;在大震作用下,箱形钢柱壁板基本处于弹塑性受力状态,出现塑性变形,但壁板仍然满足稳定性要求。腹板宽厚比是影响构件抗震性能的重要因素,腹板宽厚比越大,滞回曲线越不饱满,试件的承载力及刚度退化越严重。最后,提出大跨度空间结构箱形钢构件的加工制作构造措施及抗震设计建议。

大跨度单层厂房实腹钢梁屋盖体系的设计研究和应用

介绍了两种实腹钢梁屋盖体系,分析了各种常用屋盖体系的优缺点和经济性,并对如何判断轻型钢结构厂房、板件宽厚比限值、腹板屈曲后强度的利用、实腹钢梁屋盖的优化设计等问题进行了讨论并提出了建议。

钢-混凝土组合空腹夹层楼盖自振特性实测分析与研究

钢-混凝土组合空腹夹层楼盖是一种典型的三维受力结构构件。通过贵州省博物馆新馆5D影厅楼盖进行现场模态实测及有限元计算的方法研究了此种楼盖的自振特性,并在此基础上对其跨高比及空腹率两个影响楼盖基频的主要参数进行回归分析,以寻求此类楼盖自振频率的简化计算方法。研究表明,钢-混凝土组合空腹夹层楼盖自振特性与实心平板楼盖类似,基频较低,自振频率比较密集,属于模态密集型结构。通过回归分析推导出楼盖基频与跨高比和空腹率的关系式。

外包波纹钢-混凝土组合梁与波纹钢-钢管混凝土柱节点抗震性能研究

基于课题组研发的外包波纹钢-混凝土组合梁与波纹钢-钢管混凝土柱,本文提出一种组合结构的节点形式,并进行了该类节点试件的低周往复荷载试验。对节点的破坏模态、滞回曲线、骨架曲线、耗能、延性、节点核心区应变进行了分析,对该类节点变形组分及变化规律进行了研究,结果表明:试件最终为梁端塑性角区弯曲破坏,延性系数为2.45,等效黏滞阻尼系数为0.4,层间位移主要由梁塑性变形引起,梁塑性变形引起的层间位移占比61.5%。进一步利用ABAQUS对试件的梁柱线刚度比、轴压比等参数进行数值分析,结果表明:当梁柱线刚度比由0.75增大到0.81时,节点的承载能力以及耗能能力均有提高,节点的破坏模态由梁端弯曲破坏逐步向节点剪切破坏过渡,而轴压比对节点抗震性能影响较小。