型钢–钢板混凝土组合墙抗震性能试验研究

提出一种型钢–钢板混凝土组合墙,为了研究其抗震性能,设计制作该形式的型钢–钢板混凝土组合墙进行拟静力试验。通过改变试件的轴压比、剪跨比,研究其在低周往复载荷作用下的受力机理、滞回性能、刚度退化及耗能能力等。试验结果表明:试件的破坏形态为压弯破坏,组合墙两端方钢管正面及侧面发生撕裂,两侧底部钢板屈曲严重,混凝土压溃;随着轴压比减小,试件具有更好的塑性变形能力和耗能能力,剪跨比对组合墙的抗震性能影响较小。

探究型钢混凝土组合结构钢板剪力墙施工技术

随着当下高层建筑和桥梁工程对结构性能要求的日益提高,型钢混凝土组合结构,尤其是钢板剪力墙的应用十分广泛。为提高型钢混凝土组合结构钢板剪力墙施工质量,本篇文章主要是以实际工程为此次的举例,从施工流程出发,探讨了施工中不同阶段的技术要点,实现了施工过程的标准化与效率化,以此为相关人员提供相应的实践参考。

双钢板混凝土组合墙偏心受压性能试验研究

为了研究双钢板混凝土组合墙在偏心受压荷载下的结构性能,设计制作了5个试件,以偏心距离和墙板厚度作为研究参数,进行偏心受压试验.利用ABAQUS软件对试件进行有限元分析,并采用截面分析法计算试件在轴力与弯矩共同作用下的截面承载力.试验结果表明,试件最终出现钢板局部屈曲与混凝土受压破坏.根据试验荷载-位移曲线,计算得到试件延性系数为1.28~1.92.墙厚相同时,随着加载偏心距离的增加,承载力逐渐下降.偏心距离相同时,增加墙体厚度可以有效提高试件承载能力.偏心受压试件的截面应变分布满足平截面假定.承载力试验值与有限元模型计算值和理论计算值的最大误差分别为4%和9%.

火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测

双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先建立了SC墙在火灾与冲击耦合作用下的有限元模型,在验证模型可靠性基础上,开展了火灾下SC墙抗冲击机理的分析;然后研究了轴力、受火时间、材料强度、冲击能量与抗剪连接件形式等参数对SC墙在火灾下抗冲击性能的影响规律;最后给出了该类构件在耦合工况下跨中峰值挠度的预测公式。结果表明:随着受火时间的增加,SC墙受冲击变形模式由局部冲切逐渐转变为整体弯曲破坏;火灾下,混凝土为SC墙受冲击的主要耗能部件;混凝土强度、轴力与抗剪连接件形式对SC墙在高温下的抗冲击性能影响显著,钢板强度的影响则较小;建议的公式可较合理地预测火灾下SC墙受冲击后的跨中峰值挠度。

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点抗震性能试验研究

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点是一种新型墙梁节点,设计并制作了四个足尺的外肋板式钢板混凝土剪力墙与钢梁节点模型试件进行低周往复加载试验,研究钢梁跨高比、外肋板宽厚比以及设置栓钉对试件的滞回性能、延性、耗能和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明该节点具有良好的延性和耗能能力,外肋板对节点承载力有较大提升,跨高比较小的试件在弹塑性阶段具有更好的耗能能力,改变外肋板宽厚比和在墙侧设置栓钉对该节点初始刚度无明显影响,该节点荷载有两种传递方式,一种由外伸梁传至外肋板,再由外肋板传至剪力墙;另一种直接由外伸梁传递至剪力墙,前者占比更高。

双钢板混凝土组合剪力墙-钢梁单边螺栓端板连接节点抗震性能研究

为解决双钢板混凝土组合剪力墙与钢梁难以实现现场免焊装配化连接的问题,提出了一种采用分体垫片式单边螺栓端板连接的装配式节点构造,设计并制作了两个足尺试件进行低周往复加载试验及有限元分析,研究了连接节点的变形机理、破坏形态、承载能力、延性、耗能能力以及刚度退化性能。研究结果表明:根据节点区竖放H型钢翼缘厚度不同,节点破坏模式可分为梁端塑性铰破坏和柱壁破坏;发生梁端塑性铰破坏的节点滞回曲线呈饱满的梭形,表现出良好的抗震性能,柱壁及节点区内填混凝土基本保持完好;发生柱壁破坏的节点表现为螺栓孔周钢板受拉形成圆形屈服面,内填混凝土压溃,承载力较低且刚度退化严重,耗能能力较差,加载后期节点的转角主要源于节点区的转动,该失效模式在设计中应予以避免。

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.

双钢板混凝土组合墙抗冲击计算方法研究

为研究双钢板混凝土组合(SC)墙的抗冲击性能,采用ABAQUS建立了SC墙在轴力与冲击耦合作用下的数值模型,并通过已有SC构件落锤冲击试验结果验证了有限元模型的适用性.基于此,首先分析了SC墙的抗冲击工作机理;其次,重点研究了钢板含钢率、轴压比等参数对构件动力响应的影响;最后给出了该类构件在轴力-冲击耦合作用下跨中最大挠度简化计算公式.结果表明:SC墙冲击全过程分为四个阶段,混凝土是构件抗冲击的主要耗能部件;轴压比会削弱构件的抗冲击性能,且当轴压比大于0.2时,影响更加明显;钢板含钢率、冲击速度、冲击质量与对拉钢筋间距对构件抗冲击性能影响较大;建议的计算公式能有效预测冲击荷载下考虑轴力影响的SC墙跨中最大挠度.

双钢板-混凝土组合墙局部屈曲性能试验

进行了4片双钢板-混凝土组合墙轴向受压试验,分析钢板强度和距厚比(抗剪连接件间距与钢板厚度比值)对外钢板局部屈曲位置、临界荷载、破坏类型的影响规律。结果表明:在竖向的2个连接件和4个连接件中部位置的钢板容易发生屈曲,且钢材强度越高,防止试件发生屈曲先于屈服局部弹性屈曲破坏的距厚比限值越小;距厚比仅对构件的破坏类型、局部屈曲的临界荷载影响较大。在试验研究基础上,采用理论分析,推导了防止钢板发生局部弹性屈曲破坏的距厚比限值公式,并采用国内外试验研究数据和数值模拟分析方法对公式的适用性进行验证,进一步修正了防止双钢板-混凝土组合墙发生局部弹性屈曲破坏的距厚比限值设计公式。

低速冲击下双钢板混凝土组合墙的力学性能研究

对8片双钢板混凝土组合墙进行了落锤冲击试验和数值模拟,研究了冲击能量和轴向压力对试件力学性能的影响。试验记录了冲击力、轴力、位移和应变等时程曲线,分析了试件的动力响应全过程。采用ANSYS/LS-DYNA建立了双钢板混凝土组合墙在冲击和轴力共同作用下的有限元模型,根据试验结果验证了计算模型的可靠性,并进一步探讨了轴力和冲击能量对墙体抗冲击性能的影响。研究结果表明:双钢板混凝土组合墙在低速冲击作用下的动力响应经历了五个阶段;采用本文建立的数值模型可以很好地模拟墙体的力学性能;轴压比超过一定临界值后将极大降低墙体的抗冲击性能。

钢板混凝土组合墙试验和有限元分析

设计制作了4个1/4缩尺模型的钢板混凝土组合墙试件,进行拟静力试验,通过改变墙体构造措施与含钢率来研究此类墙体的抗震性能.然后,采用ABAQUS软件建立非线性有限元分析模型,进行参数分析.试验结果表明,增加钢板厚度可明显增加组合墙体的承载力、耗能能力等.在含钢率相近的情况下,设置封板构造的组合墙体与含加劲肋的墙体具有相近的承载力,但前者的屈服荷载、延性性能及耗能能力明显更高.有限元参数分析结果表明,增加封板数量,提高了含钢率,增加了试件峰值荷载,而增设加劲肋可使试件各特征值明显提高;降低剪跨比能够提高试件的承载力,但试件延性降低,不利于抗震.钢板混凝土墙体不满足抗震性能要求时,可通过提高钢板厚度、增加加劲肋数量和采用腔体结构形式来提高墙体抗震性能.

装配式混凝土结构外墙组合型钢悬挑防护架施工技术

根据装配式结构特点,通过专项技术研究,总结形成装配式混凝土结构外墙组合型钢悬挑防护架施工技术,并分析其施工要点及经济效益,从而为类似工程提供借鉴。

新型双钢板-混凝土组合墙轴心受压性能研究

该文提出了适用于双钢板-混凝土组合墙的新型剪力连接件。采用槽钢连接的新型双钢板-混凝土组合墙,进行了6片双钢板-混凝土组合墙轴向受压试验,研究了剪力连接件间距和混凝土材料对组合墙体轴心受压性能的影响。结果表明:连接件布置和混凝土材性对组合墙的受压力学性能有较大的影响;连接件间距的增大会降低组合墙的极限承载力和延性,对初始刚度影响较小;超高性能混凝土能显著提升组合墙的抗压承载力和初始刚度,但会导致结构延性降低。同时,该文将组合墙极限承载力试验值与中国标准和欧洲规范中的理论值进行比较,发现基于欧洲规范的承载力设计公式更加安全。

底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究底部加强双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能,以型钢数量(m=2、4、6)、型钢尺寸(I)、型钢强度(Q235、Q345)(f_(p))、钢板强度(Q235、Q345)(f_(s))、轴压比(n=0.4、0.5、0.7)为主要参数。设计了9片双钢板混凝土组合剪力墙,利用ABAQUS软件建立其有限元模型,并对类似双钢板混凝土组合剪力墙开展验证分析,将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证结果的合理性。基于验证结果,开展了9片双钢板混凝土组合剪力墙的参数分析,研究不同参数对底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能影响规律。研究结果表明,底部加强试件在承载能力、延性、塑性变性能力、刚度退化和耗能能力方面均有所提升。轴压比为0.4和0.5时,延性接近;轴压比为0.7时,延性下降;轴压比为0.5时,随着型钢数量的增加,承载能力逐渐提高;提高钢板和型钢强度,延性、初始刚度和耗能能力均有较大提升,抗震性能较优。

超长超宽双钢板混凝土组合剪力墙施工技术

重庆市忠县电竞馆主场馆外轮圆周设计有8组组合墙筒体,墙高40 m,最大墙肢长度5.65 m。通过深化模型对钢板墙进行分段分节,为保证超长墙肢水平焊接缝的焊接质量,优化焊接顺序,制作定型化水平操作平台,简化了施工工序,提升了安装效率。

基于BO-SVM算法的钢板混凝土墙高速冲击损伤模式预测模型

钢板混凝土墙(SC墙)在冲击作用下的局部损伤估计是在结构设计初始阶段需要重点考虑的任务之一。在面临导弹冲击荷载时,工程中常采用经验公式去判断其是否造成贯穿,但这些公式大多基于经验得来,其计算结果往往偏于保守。为快速、准确地获得导弹冲击下SC墙的局部损伤模式,利用贝叶斯优化(BO)的支持向量机(SVM)算法和SMOTE算法,将SC墙的局部损伤模式分为侵入、凸起、贯穿3类进行预测,应用Python语言建立基于BO-SVM的SC墙局部损伤预测模型,并与未贝叶斯优化下的SVM(有和没有过采样)模型、KNN模型、RF模型进行对比,研究了提出模型的预测能力。研究结果表明,提出的BO-SVM模型可以很好地预测SC墙的局部损伤模式,且预测速度快,精度高,为SC结构抗冲击设计提供了新的解决方案。

波形钢板-混凝土组合墙浇筑过程受力特性研究

采用试验实测、有限元分析与理论计算的方法,研究高度为12. 73,10. 87m的超高波形钢板-混凝土组合墙,在混凝土浇筑阶段钢板承受的侧压力。通过比较试验数据和计算结果发现,自密实混凝土对模板的侧压力只在浇筑初期的很短时间段内较大,初凝后侧压力迅速降低到较小水平。波形钢板的对拉螺栓受力随高度增加以指数形式降低,表示模板底部所受侧压力随高度变化以指数形式降低。设计模板和对拉螺栓时,可按公式F=γcH计算最大侧压力。

组合钢板墙混凝土板厚度及剪力连接件间距的确定

组合钢板剪力墙是指由钢板、混凝土板及边缘框架通过连接构件组成的组合构件,钢板和混凝土板通过剪力连接件连接。从弹性板屈曲理论出发,针对钢板与混凝土板相互作用情况不同将组合钢板墙分成组合型墙和防屈曲型墙,研究钢板承担水平荷载、混凝土板不直接参与受力情况下组合钢板墙混凝土板厚度和剪力连接件间距的设计。对比讨论了混凝土板厚度计算公式的适用性,并给出建议以形成正在编制的广东省标准《钢结构设计技术规程》的有关章节。

钢板混凝土组合墙超高层结构的抗震分析

结合江苏某56层钢管混凝土柱框架–核心筒结构的实际工程,设计了钢筋混凝土核心筒、内置型钢混凝土组合式核心筒和新式格栅式钢板混凝土组合核心筒等3种不同形式核心筒结构体系,进行了非线性动力时程分析,结果表明,钢管混凝土框架及新式格栅式双钢板混凝土组合墙结构体系两者刚度和延性具有良好匹配性,协同工作性能良好,在大震作用下格栅式双钢板混凝土组合墙结构体系能保持较大的承载能力、刚度退化缓慢。

混凝土墙及钢板桩组合围堰的应用研究

主要介绍混凝土墙及钢板桩组合围堰的结构设计及相关设计计算。潮漳高速公路韩江特大桥2#主墩处于岸边复杂的水域环境,常规形式围堰受地形条件影响,难以有效解决围堰入土、止水、受力等方面的问题。综合工程安全、工期和成本等因素,2#主墩围堰采用创新性的混凝土墙及钢板桩组合围堰的施工方法,在施工风险控制、工期及成本控制等方面都取得了理想的效果。