单钢板混凝土剪力墙结构钢筋工程施工策划及实施

单钢板混凝土剪力墙结构是钢-混凝土组合剪力墙结构形式中的一种,可通过钢结构与钢筋混凝土结构的协同工作,充分发挥各自的优势。在钢筋混凝土剪力墙结构中配置端部型钢和钢板,会造成钢结构与混凝土结构相互交叉影响,改变钢筋混凝土剪力墙的施工工艺,因此要提前策划、采取应对措施,在满足结构设计和规范要求的前提下,做到钢结构快速精准安装,为后续插入钢筋绑扎工程创造条件,合理预留与钢筋工程的连接条件。钢筋骨架设置于钢结构外侧,要解决钢筋垂直于钢结构受到阻挡时采取的穿越/连接节点作法,以及整体钢筋施工工艺的梳理,使钢筋绑扎工程能够既符合要求,又能快速、有序安装,提高功效、保证质量。

基于机器学习的单钢板混凝土组合板冲击响应预测及优化

单钢板混凝土组合(half steel-concrete composite,HSC)板的抗冲击性能十分出色,可有效抵挡落石冲击。在符合相关规范要求的前提下,可通过设计降低HSC板在落石冲击作用下的变形,以最大限度地保护山区基础设施和人民的安全。为快速、准确地处理HSC板的变形和设计参数之间的复杂非线性关系,基于三种机器学习算法分别建立冲击作用下HSC板最大变形的预测模型,并通过有限元结果对模型进行验证;在此基础上,以落石冲击下HSC板的最大变形、自质量和造价为优化目标,采用遗传算法对某山区建筑中某HSC屋面板进行优化设计,求解HSC屋面板的厚度、连接件尺寸等设计参数的最优解集。研究结果表明,高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)模型对HSC屋面板变形的预测精度最高,可代替复杂耗时的有限元计算,有效提高目标方程的计算效率,且最终的优化结果给出了多种优化方案,可有效降低HSC屋面板变形,为工程设计提供参考。

单钢板混凝土组合板冲击响应的数值模拟及计算方法

采用LS-DYNA软件建立了冲击作用下单钢板混凝土组合板(Half-SC板)的有限元模型,根据现有试验结果验证了模型的准确性,并进一步分析了冲击物质量、冲击速度和钢板厚度对Half-SC板位移响应的影响规律。在此基础上,推导了Half-SC板的抗力和刚度计算式,提出了Half-SC板的抗力函数,并建立了计算Half-SC板位移响应的等效单自由度模型。研究结果表明:Half-SC板在冲击作用下的破坏过程可分为弹性受力阶段,混凝土冲切开裂阶段,水平钢筋断裂阶段;冲击速度对Half-SC板位移响应的影响最大,冲击物质量次之,钢板厚度的影响最小;所提出的等效单自由度模型能够很好地预测Half-SC板的位移时程。

单钢板混凝土组合板桥横向荷载分布系数的计算研究

提出了单钢板混凝土组合板桥的新桥型。以某简支板桥为背景,用刚接板法计算了该桥型的横向荷载分项系数,同时用ANSYS软件建立了桥梁的上部模型,计算结果表明:刚接板法和有限元法求得影响线竖向坐标值平均相对误差的绝对值约为9%,用刚接板法求解单钢板混凝土横向荷载分布系数合理、可行。

不同拉筋构造单钢板混凝土结构抗冲击性能试验研究

单钢板混凝土组合结构是在钢结构与混凝土结构的基础上发展出来的一种结构形式,与普通钢筋混凝土结构相比,具有承载能力高、密闭性好、抗冲击爆炸性能好等特点,在核电结构安全壳和楼面板等领域具有良好的应用前景。然而,现阶段单钢板混凝土结构体系拉筋的连接型式尚不明确,不同型式拉筋的抗冲击性能也缺乏研究。为研究实际工程中不同构造形式对拉筋破坏机理和抗冲击能力的影响,设计了缩尺比为1∶20和1∶10的单钢板混凝土靶板,采用3种拉筋连接型式,针对不同的拉筋构造开展动力冲击试验,揭示不同拉筋构造在动力冲击荷载作用下的受力机制和破坏模式。结果表明:单钢板混凝土组合结构靶板在局部冲击作用下的破坏模式主要为鼓曲和贯穿,且随着入射弹体动能的增加呈现更明显的局部破坏现象。影响单元板件破坏模式的主要因素是板厚,其次是冲击速度。应用拉筋端锚型搭接式构造,更有利于冲击区域内板件变形以及冲击区域附近动力响应峰值的控制。

单钢板-混凝土组合板承载性能分析

为研究单钢板-混凝土组合板在公路桥梁中的应用,提出一种新的钢板与混凝土板组合形式。通过对其进行仿真模拟结合静力试验,研究其裂缝发展模式和破坏形态,分析该模式组合板受弯承载性能。试验结果表明:试件破坏模式为弯剪混合破坏,在试验过程中,试件截面纵向应变沿组合板高度上基本符合平截面假定,在破坏前有明显的变形特征,且承载性能较好。可见该形式的组合板基本能满足使用需求,对实际工程组合板的选型有一定的参考意义。

单钢板混凝土组合板面外承载力计算方法

单钢板混凝土组合板作为一种新型结构形式,在我国尚未形成完善的设计理论和计算方法,国外相应标准也无法直接借用。以单钢板混凝土组合板面外加载试验的试验结果为基准,参考国内外现行标准,提出相应计算假定,并推导了单钢板混凝土组合板的正截面和斜截面承载力计算式以及板的挠度计算式。利用该算式对试验构件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。