既有网架杆件外包钢管加固技术试验研究

针对既有网架结构中承载能力不足的构件,提出了一种外包钢管的加固方法,该方法通过将外包钢管与杆件两端球节点焊接,使其直接承担网架荷载,并在内外管中间设置衬管以促进二者的共同作用,进而提高加固后杆件的整体承载能力,该加固方法可有效针对网架承载能力不足的杆件进行加固,通过仿真和试验分析,该加固方法具有较好的加固效果和工程实施性。

火灾后钢筋混凝土柱外包钢管加固性能——数值模拟

基于ABAQUS软件进行了外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱力学性能的数值模拟,分别建立了受火钢筋混凝土构件的温度场分析模型及加固后构件的三维单元力学分析模型。探讨了钢管屈服强度、名义含钢率、新修复混凝土强度等对外包钢管约束加固火灾后钢筋混凝土柱承载力、刚度及延性的影响规律。结果表明:火灾后钢筋混凝土柱的承载力和刚度都会明显降低,采用外包钢管可对受损伤的钢筋混凝土柱进行修复加固,加固后组合柱受力性能将得到大大改善。分析结果可为有关工程应用提供参考。

局部外包钢管栓杆式高强箍筋约束混凝土柱与柱连接试验研究与有限元分析

通过对2根足尺高强连续螺旋箍筋的装配整体式和高强连续螺旋箍筋的现浇柱试件进行水平低周反复加载试验,研究了局部外包钢管栓杆式连接柱的力学特性和破坏模式,对比分析装配整体柱与现浇柱的延性和耗能能力,验证此种连接的装配柱和现浇柱具有同样的抗震性能。对新型连接装配整体柱进行有限元分析,研究外包钢管壁的厚度,长度以及柱的轴压比对装配整体柱的承载能力的影响。

局部外包钢管装配整体式钢筋混凝土柱高轴压下的抗震性能试验研究

针对装配整体式高强螺旋箍混凝土柱,提出了采用局部外包钢管,横向穿筋焊接的柱-柱连接方法,设计了3个足尺的局部外包钢管装配整体式柱试件和1个足尺的高强螺旋箍筋现浇柱对比试件,进行了拟静力试验;通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、弹塑性转角等参数研究试件在高轴压和低周反复荷载下的滞回性能。分析发现试件的滞回曲线稳定饱满,呈现出钢管混凝土的特性,具有良好的抗震耗能能力和弹塑性变形能力;在高轴压作用下试件的破坏形态仍然为延性较好的大偏心受压破坏,具有良好的防倒塌能力。

内填外包钢管混凝土小偏心受压构件极限承载力分析

以大瑞铁路澜沧江特大桥主跨342m上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥为背景,选取拱顶截面构造直杆短柱构件。依据弹塑性力学原理,考虑材料非线性,建立内填外包钢管混凝土小偏心受压短柱构件的截面极限承载力数值迭代算法。运用该算法和ANSYS块体单元有限元法分析构件极限承载力。结果表明:内填外包钢管混凝土偏心受压构件的承载力由外包混凝土控制,内填混凝土的强度虽有一定的提高,但纯钢管混凝土的套箍效应未充分发挥;荷载不变时,构件极限承载力随偏心距增加(保持小偏心受压不变)呈下降趋势,但该结构抗弯矩变化的能力较强;桥拱顶截面极限荷载系数在3.0以上,远高于规范要求的2.0安全系数要求,表明该桥拱顶截面具有足够的安全性;两种算法的误差小于6%,截面极限承载力数值迭代算法的结果略小,但完全能满足工程精度要求,因此,工程应用中完全可以采用截面承载力分析法计算该类构件的承载力。

有应力条件下的混凝土柱外包钢管加固施工技术

针对高层建筑改扩建过程中涉及到的对有应力历史条件的混凝土柱进行外包钢管的施工技术进行了研究,为保证加固柱外包钢管和原混凝土柱整体受力,通过几种连接方案的试验,介绍了外包钢管的制作安装、持续压力灌浆施工工艺、有效解决外包钢管与混凝土的结合和灌浆料的密实问题,为改扩建工程快速高效施工提供了强有力的技术支撑。

受荷状态下混凝土柱外包钢管的试验研究及实测分析

以上海陆家嘴民生银行改造过程中的混凝土柱加固为背景,通过对受荷状态下的外包钢管混凝土结构柱的单向轴压试验以及包钢管加固后的钢筋混凝土柱的内力变化过程进行实测分析,探讨受荷状态下包钢管混凝土柱的受力性能,为类似工程的设计和施工提供借鉴。

外包钢管混凝土抗冻耐久性初步研究

对外包钢管混凝土在冻融条件下的强度、相对动弹性模量进行了试验研究。试验表明:外包钢管混凝土的抗冻性能有较大的改善。

超高层外包钢管柱薄壳混凝土施工技术

介绍了超高层钢管混凝土结构外包薄壳混凝土综合施工技术,从薄壳高流态混凝土配合比设计和现场配制、圆柱模板设计、超高层泵送3个方面进行技术难点分析并研究解决方案。采用自行研制的U形泵送装置,一次浇筑标准层高度,分高、中、低区设置泵站等技术方法,解决了超高层薄壳混凝土施工难题,对超高层高流态混凝土设计和泵送提供了解决方案。

外包钢管加固钢筋混凝土柱承载力试验研究

对利用外包钢管加固的钢筋混凝土柱承载力进行试验研究,测定了不同加固方法对其承载力的影响。试验和理论结果表明,外包钢管加固钢筋混凝土柱能够充分利用两种组成材料的受力性能,在截面面积增大不多的情况下大幅提高柱的承载能力。并提出其轴心受压和偏心受压的承载力经验公式。研究成果可为工程应用提供参考。

节点区外包钢管穿筋式预制装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

梁柱节点的连接方式是影响装配式混凝土框架结构抗震性能的关键。为实现装配式结构现场高效施工并保证其抗震性能良好,提出一种节点区设置外包钢管和对拉钢筋的装配式梁柱节点。通过改变外包钢管厚度和补强板构造方式,设计制作4个足尺中节点梁柱组合体进行低周往复加载试验,深入探讨该类型节点的滞回性能、延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标。结果表明:随着外包钢管厚度增大,梁端塑性铰向远离节点核心区方向发展;梁柱组合体的破坏现象主要表现为柱边缘混凝土压碎脱落、外包钢管鼓起变形及短钢梁段翼缘屈曲变形;梁端荷载-位移滞回曲线较为饱满,在往复荷载作用下有较好的延性和耗能能力;增大外包钢管厚度能明显提高承载力和耗能能力但延性会降低,补强板的设置有益于提高延性和耗能能力但对承载力影响不大。建立了该形式节点梁端受弯承载力计算方法,计算结果与试验结果比较吻合,可为该形式节点的工程应用提供参考。

外包钢壳混凝土拱形桥塔节段拼装几何姿态预测研究

赣州市集结大桥主桥为外包钢壳混凝土拱形桥塔斜拉桥,为确保钢混组合拱形桥塔节段拼装精准合龙,采用MIDAS Civil软件建立拱形桥塔空间几何模型,分析外包钢壳和混凝土湿重对桥塔变形的影响,采用切线初始位移法对桥塔施工阶段位移进行预测,通过求解制造线形对桥塔待拼装节段进行预偏修正,并与实测数据进行对比。结果表明:外包钢壳能显著减小桥塔变形;施工阶段桥塔变形主要由混凝土湿重引起,临时支撑能有效减小混凝土浇筑产生的横向变形。基于切线初始位移法的几何姿态预测方法能有效预测桥塔拼装全过程几何姿态,实测成桥阶段桥塔各节段最大偏位为6 mm,小于施工控制要求,具有较高的实施精度,可保证成桥状态下桥塔几何姿态的准确性。

外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩地震损伤分析与评估

为了对外包钢套加固震损双层框架式桥墩的地震损伤进行分析与评估,基于已有试验,应用OpenSees开放平台,以损伤指数折减材料性能参数模拟地震损伤,建立了双层框架式桥墩非线性有限元模型,对其进行低周往复加载,对比模拟与试验得到的滞回曲线和骨架曲线,验证了所建模型的可行性。采用Pushover分析方法,结合能力谱法求得4榀双层框架式桥墩试件在不同地震烈度下的性能点以及层间位移角,基于改进的Park-Ang损伤模型对桥墩试件的地震损伤进行分析。研究表明:当遭遇8度地震时,试件FP-2和试件FP-3最大层间位移角相对原型对比试件FP-0分别减小了26.4%和22.5%;当遭遇9度地震时,分别减小了26.5%和22.2%;当遭遇6度和7度地震时,各试件基本完好或造成轻微损伤;当遭遇8度和9度地震时,原型对比试件FP-0处于重度损伤,试件FP-2和试件FP-3均处于中度损伤,说明震损加固试件的损伤程度相较于原型对比试件均得到不同程度的减小。

装配式外包钢-混凝土组合梁楼盖竖向受力性能分析

本文构建了装配式外包钢混凝土组合梁楼盖体系,通过有限元分析整浇式和装配式组合楼盖竖向受力性能区别,探究装配式组合楼盖的可行性。对装配式双向组合楼盖的破坏模式进行分析,运用塑性铰线法和比拟板法计算楼盖“板式破坏”和“梁式破坏”两种基本破坏模式的极限承载力,结果表明:装配式组合楼盖与整浇式组合楼盖在极限承载力方面没有较大区别,刚度有所下降,但仍有较好使用性能;极限承载力计算方法可较为准确判断结构的破坏模式,可为此类结构的改进提供参考。

局部外包钢管装配柱抗震性能及接头正截面承载力计算

进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。

结构外包钢加固设计及施工关键技术研究

以长江绿色创意产业园工程为背景,对粘钢加固法的应用领域和结构外包钢加固设计进行了论述,对其施工工艺、钢板下料、打磨、预钻孔型钢骨架组装与焊接、包钢“注胶法”施工、固化养护、面层防腐蚀、防火涂料涂装、外包钢成品保护等方面进行了详细分析,实践证明施工效果良好。

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

外包钢与碳纤维布复合加固钢筋混凝土柱是一种新的加固形式。在其运用到结构抗震加固时,必须保证加固构件具有良好的延性破坏机制,为此进行了7根碳纤维布与角钢复合加固钢筋混凝土柱的低周反复试验,并编制了复合加固钢筋混凝土柱全过程分析程序,对轴压比、碳纤维布用量、角钢用量等影响复合加固效果的因素进行了分析。试验及电算结果均表明,复合加固后钢筋混凝土柱的极限承载力和耗能性能均有大幅提高。与仅用外包角钢加固柱相比,复合加固柱的抗震性能亦得到明显改善。

外包钢加固震损钢管混凝土柱的抗震性能试验

为了研究外包钢加固震损方钢管混凝土柱的抗震性能,基于现行设计规范,设计并制作了4根方钢管混凝土柱模型,其中,1根为原型对比柱,1根为直接加固柱,2根受到不同程度地震损伤用来模拟中震和大震后采用外包钢加固修复,所有钢管混凝土柱均进行了低周反复荷载试验,以研究外包钢加固震损柱的可行性和有效性,探讨不同地震损伤程度对加固效果的影响。试验结果表明:外包钢合理地加固方钢管混凝土柱后的破坏形态为压弯破坏,满足"强剪弱弯"的抗震设防设计目标;外包钢加固柱的承载力显著提高,延性性能有所增加,抗震性能得到明显改善;在一定损伤程度情况下能加固柱并恢复受损前的抗震性能;从极限承载力、延性系数、能量耗散系数来看,采用外包钢法加固震损柱是一种有效的抗震加固方法。

外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱连接节点试验研究

介绍了2个外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱的连接节点,并对其进行了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了分析.试验结果表明:通过合理的构造措施,外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱的连接节点具有较强的受剪承载力、较好的延性和耗能能力,能够满足工程要求.在此基础上对节点的受力机理进行了探讨,提出了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.

外包钢套法加固钢筋混凝土框架节点试验研究

在汶川地震中大批框架节点受损破坏,亟需找一种方法对这些节点进行加固修复。为此,设计制作了4个3维钢筋混凝土框架节点进行试验,研究外包钢套法加固震损节点的抗震性能。试验流程为先对框架节点进行预震损,然后进行裂缝修补和外包钢套法加固,最后进行低周反复破坏试验。结果表明,加固后的框架节点由"弱柱强梁"转变为"强柱弱梁"的破坏形式。由对节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等参数的分析可知:外包钢套法可以显著提高节点刚度,延性等抗震性能。通过外包钢套加固,预震损节点的承载力和抗震性能恢复并超过了节点预震损前的承载力和抗震性能。