采用T型钢连接的可拆换钢梁抗震性能试验与数值研究

提出了一种采用T型钢连接的可拆换钢梁,在地震作用下T型钢集中耗散地震能量,并在震后通过更换T型钢实现使用功能的恢复。通过合理设计T型钢连接、钢梁中间段和悬臂段的抗弯承载力关系,定义设计承载力削弱系数的取值范围,从而实现T型钢集中损伤耗能,钢梁中间段和悬臂段保持弹性的屈服机制。为了使T型钢连接件实现预期的损伤和最优的耗能效果,设计了4个腹板采用不同截面和材料的T型钢连接件,并对T型钢连接的可拆换钢梁试件进行了低周往复加载试验和有限元分析。结果表明:T型钢连接的可拆换钢梁可以实现预期的屈服机制,达到T型连接件集中耗能的目的;T型钢腹板的残余变形和螺栓应力可以满足拆换条件,拆换后结构功能不变,实现了较为理想的可更换机制。狗骨式腹板截面的T型钢连接件塑性变形更均匀,耗能区域更大,耗能效率提高约30%,拆换时间和残余变形与普通截面相差不大,建议腹板采用狗骨式截面;采用低屈服点钢材可以提高T型钢的耗能效率约40%,在设计承载力系数取值合理的情况下,T型钢腹板可以选择低屈服点钢材。最后,基于试验和有限元结果,考虑到T型钢连接件的可拆换性和钢梁材料利用率,建议设计承载力削弱系数取值为0.65~0.85。

冷弯型钢角钢连接件抗剪承载力计算方法研究

冷弯型钢角钢连接件主要用于冷弯薄壁结构各构件的连接。为研究冷弯型钢角钢连接件的抗剪承载能力,建立有限元分析模型。同时对比不同连接件厚度、螺钉数目和间距的试件的荷载-位移曲线、抗剪承载能力和失效模式特征,总结影响其抗剪性能的主要因素,验证相关学者理论公式的合理性。结果表明,应用有限元分析模型可以有效模拟冷弯型钢角钢连接件的破坏模式,与试验的荷载-位移曲线和各类力学性能指标等均吻合较好,具有较高的可靠度和计算精度。连接件厚度和螺钉布置均为影响冷弯型钢角钢连接件抗剪性能的重要因素,按现有名义抗剪强度计算公式分析结果偏于保守,根据已有试验和有限元分析结果,提出了更具普适性的冷弯型钢角钢连接件抗剪承载能力计算方法。

装配式型钢连接混凝土梁力学性能研究

套筒灌浆或浆锚连接方式是目前装配式混凝土结构中最常用的连接方式,但因施工工艺复杂,灌浆质量难以保证。本文参考钢结构构件连接方式,提出了一种装配式型钢连接混凝土梁的组合连接节点,并利用有限元分析方法对装配式型钢连接混凝土梁的力学性能进行了分析,发现计算结果与试验结果吻合较好。通过进一步扩充有限元参数分析范围,研究了型钢连接件长度、腹板厚度、翼缘厚度和型钢钢材强度变化对混凝土梁力学性能的影响程度。结果表明:该装配式混凝土梁连接方式质量可控,传力安全可靠。

钢柱与砌体填充墙、预制钢筋桁架剪力墙的整体连接技术

针对建筑主体钢柱与砌体填充墙之间经常出现的裂缝问题,提出了一种创新构造做法,采用设置永久明缝,并在缝内填堵高弹性功能材料,有效地解决了这一问题,既能很好地满足设计要求、又方便施工;另外还针对装配式高层建筑中钢柱与预制钢筋桁架剪力墙整体连接形成组合筒体结构问题,提出了一种创新技术,包括预制钢筋桁架剪力墙与钢柱的整体连接技术,该技术采用了焊接和键槽双重措施。这种连接具有优良的耐震性能、结构整体性好、构件之间连接节点构造简单、操作方便。

型钢连接装配式混凝土梁柱节点力学性能研究

现有装配式混凝土结构的连接方式大多为套筒灌浆或浆锚连接,施工现场工艺复杂,质量难以保证。因此,本文参考钢结构构件连接方式,提出一种新型型钢连接装配式混凝土梁柱节点,在预制节点核心区和预制梁、柱的连接部位植入型钢,通过焊接来实现构件间的可靠连接。利用有限元分析软件建立数值模型,进行非线性静力分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好。扩充有限元参数分析范围,进一步研究了钢材强度、预制梁纵筋配筋率和梁拼接段型钢腹板厚度等参数变化对节点力学性能的影响程度。研究结果表明:该连接方式施工简便,传力可靠,显著改善了节点的力学性能和破坏形态,符合"强节点弱构件,强柱弱梁"的设计准则,可为装配式混凝土构件的连接方式提供参考。

冷成型钢龙骨-覆面板材自攻螺钉连接力学性能试验研究

冷成型钢复合剪力墙是冷成型钢结构体系的主要抗侧构件,其受力性能与轻钢骨架-覆面板材自攻螺钉连接的受剪性能密切相关。对36组冷成型钢龙骨-波特板自攻螺钉连接进行抗剪试验,分析了板材类型、螺钉边距和螺钉数量等因素对其受力性能的影响。研究结果表明:自攻螺钉连接件单向受拉时均发生了板材的脆性破坏,而单向受压时连接件破坏呈延性;板材类型、螺钉数量和加载方式对连接件的峰值荷载具有显著影响,中密度波特板连接件的峰值荷载比低密度波特板连接件的峰值荷载高48%~95%,单根自攻螺钉连接件的峰值荷载比多根自攻螺钉连接件中单颗螺钉的峰值荷载高约30%;剪力垂直于螺钉边距方向且单向受拉工况下,螺钉边距对连接件峰值荷载的影响较大,螺钉边距每增加5 mm,连接件峰值荷载增加约30%;单向拉伸工况、剪力平行于螺钉边距方向时,连接件的峰值荷载和峰值位移较大;采用Foschi指数函数模型拟合连接件的骨架曲线,与试验结果吻合较好,为冷成型钢结构体系数值模拟研究提供了连接件性能基本参数。

支架工厂化预制加工在机电工程中应用

本文介绍支架工厂化预制加工在机电工程中应用技术,是对成品支架的进一步推广应用也对成品支架在机电工程中普及应用的技术创新。

Feasibility of developing composite action between concrete and cold-formed steel beam

Cold-formed steel structures are steel structure products constructed from sheets or coils using cold rolling, press brake or bending brake method. These structures are extensively employed in building construction industry due to their light mass, ductility by economic cold forming operations, favorable strength-to-mass ratio and other factors. The utilization of cold formed steel sections with concrete as composite can hugely reduce the construction cost. However, the use of cold formed steel members in composite concrete beams has been very limited. A comprehensive review of developments in composite beam with cold formed steel sections was introduced. It was revealed that employing cold-formed steel channel section to replace reinforcement bars in conventional reinforced concrete beam results in a significant cost reduction without reducing strength capacity. The use of composite beam consisting of cold-formed steel open or close box and filled concrete could also reduce construction cost. Lighter composite girder for bridges with cold-formed steel of U section was introduced. Moreover, types of shear connectors to provide composite action between cold-formed steel beam and concrete slab were presented. However, further studies to investigate the effects of metal decking on the behavior of composite beam with cold-formed steel section and introduction of ductile shear connectors were recommended.