拼接螺栓缺失对SB级三波梁护栏防护性能的影响分析

当前SB级三波梁护栏在我国公路上的应用比例越来越大,但日常养护中发现护栏拼接螺栓存在缺失的情况。为了解拼接螺栓缺失对护栏防护性能的影响情况,以现行《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81—2017)中标准SB级三波形梁护栏结构为研究对象,采用理论分析、计算机仿真模拟和实车足尺碰撞试验等综合技术手段,进行不同条件下的系统分析与可靠验证。研究结果表明,在标准结构形式及施工安装要求的基础上,缺失4个拼接螺栓,三波形梁护栏仍可达到SB级防护能力。所得结论为公路管理养护单位的工作开展提供了重要参考依据,填补了有关应用认识空白,具有重要意义。

拼接螺栓整体抗拉荷载专用夹具的研究

为了真实有效地反映出高强度拼接螺栓的整体抗拉强度试验结果,笔者在总结多年钢材力学性能检测工作经验的基础上,自行研制出一套拼接螺栓专用夹具,并通过大量试验进行了验证。

螺栓拼接钢梁的抗弯性能

对具有螺栓拼接的H型钢梁进行抗弯性能试验.考虑了拼接板上不同螺栓数量对节点性能的影响,研究了拼接节点的破坏特点、抗弯强度和刚度.研究发现拼接螺栓的初始滑移对节点后续阶段的承载力和刚度产生了明显不利的影响,拼接截面应变分布不再符合平截面假定;相比无拼接H型钢梁,翼缘拼接板受力更大,钢梁挠度更大;翼缘拼接板先于H型钢梁翼缘进入屈服,但是拼接节点的极限弯矩试验值可达到H型钢梁的全截面屈服弯矩的计算值;螺栓滑移后的拼接节点不能简单地按照刚接处理.提出了考虑节点转动刚度影响的H型钢梁挠度计算方法与公式,并得到了试验数据的验证.

箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点试验数值模拟

在4个箱形柱拼接节点低周往复加载试验研究基础上,采用ABAQUS有限元软件对4个箱形柱拼接节点的低周往复试验进行模拟分析,得到了节点的承载力、力-位移滞回曲线、骨架曲线和刚度退化规律。对比数值模拟结果与试验结果表明:在滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和应变变化方面,数值模拟结果与试验结果吻合较好,箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点在保证与柱焊接拼接节点相近的节点力学性能基础上实现了钢框架竖向试件的高效连接和绿色建造。

一种经济适用的钢梁螺栓拼接法

针对钢梁螺栓拼接节点的受力机理和设计方法进行对比分析,得出一种传力明确、计算简便、用料经济的设计方法(S-F法),并对此进行了单调和循环加载的有限元模拟分析。结果表明:S-F法螺栓数量明显减少,在摩擦系数相同时,与其他方法相比螺栓数量减少了27%;翼缘拼接只能承担翼缘净截面达到屈服时的弯矩,剩余的弯矩必须由腹板承担;在地震作用下,当荷载达到0.88倍的极限值时,S-F法拼接节点出现了滑移,增大了连接的转动能力,表现出更好的抗震性能。

螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构抗震性能评估

为了增强传统钢框筒结构(Steel framed-tubed structures,SFT)的抗震性能和震后功能可恢复能力,提出了螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构(Steel framed-tubed structures with bolt-splice-connected repairable link beams,SFT-RLB)。首先给出了SFT-RLB结构构件的设计方法;然后基于OpenSEES平台提出了整体结构的弹塑性数值模型建模方法,通过子结构试验结果验证了有限元模型的准确性;继而设计了SFT和SFT-RLB结构算例,对比了2种结构的弹性和弹塑性性能;最后采用IDA方法对结构算例的抗地震倒塌能力进行评估。分析结果表明,SFT-RLB结构主要通过耗能梁段发展塑性耗散地震能量代替裙梁端部形成塑性铰,其耗能能力和变形能力均明显优于SFT结构。大震作用下,裙梁中设置的耗能梁段充分进入塑性耗散地震能量,可以有效地减小结构的基底剪力和层间侧移角,从而降低结构的地震作用,减轻主体构件的损伤程度。SFT-RLB的残余层间侧移角小于试验测得的可允许更换残余侧移角,证明结构具有震后功能可恢复潜力。算例SFT-RLB的修正倒塌储备系数ACMR远大于允许值ACMR10%(βTOT),揭示了SFT-RLB结构具有足够的抗倒塌能力储备。

采用螺栓拼接的预制混凝土剪力墙抗震性能研究

针对预制单元式住宅体系提出了一种单元构件通过螺栓拼接的全装配预制混凝土剪力墙设计方案。为研究该结构形式的抗震性能,设计了预制整体墙和预制拼接墙(由2片薄墙通过螺栓横向拼接形成),完成了墙片在弯剪加载模式下的低周反复静力加载试验。研究结果表明:整体墙和拼接墙的破坏形态基本相同,墙身裂缝开展不是很充分;拼接墙的承载力和整体墙相当,且其延性好于整体墙,位移延性系数约为整体墙的1.1倍;整体墙的初始刚度大于拼接墙,但其刚度退化较拼接墙快;螺栓数量和位置的不同对拼接墙耗能影响较小,且螺栓对拼接墙只起连接构造作用。

箱形柱内套筒式全螺栓柱拼接节点参数化分析

在研究的基础上,运用有限元分析软件ABAQUS进一步分析内套筒长度、内套筒厚度、法兰板厚度以及轴压比等因素对箱形柱内套筒式拼接节点的承载力、刚度以及滞回性能等抗震性能的影响。有限元分析表明：内套筒对于柱拼接节点有着增加节点承载力和刚度的作用,且内套筒长度、厚度越大,节点承载力和刚度越高,耗能能力越强;随着轴压比的增大,下柱腹板鼓曲非常明显,而上柱、柱座和内套筒的等效塑性应变均有减小的趋势。适当地增加轴压比（0.1~0.4范围内）,可以提高箱形柱内套筒式拼接节点的承载力和刚度,并增强节点耗能能力,但轴压比不能过大,否则将导致下柱腹板屈曲,反而不利于柱拼接节点的受力。

箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点拟静力试验研究

提出一种箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点构造,该柱拼接节点采用法兰柱座实现竖向装配,柱座内设八边形内套筒用以提高节点刚度及抗弯、抗剪能力,设计并完成了4个箱形柱拼接节点的拟静力试验。试验结果表明：设计合理的柱全螺栓拼接节点具有与普通焊接节点一致的力学性能。内套筒的设置能够提高柱全螺栓拼接节点的承载力、刚度和耗能能力。一定范围内,内套筒的长度越长,柱拼接节点的承载力和刚度越高,耗能能力越好。

作业条件受限的孤岛地区导助航结构设计

某项目位于太平洋某岛国相对落后、地理位置孤立的地区,拟新建固定式导助航基础,一方面咨工要求严格,需采用国际规范高标准进行设计;另一方面设计方案受构件吊重、构件长度、开挖钻孔深度等众多施工条件限制。最终经过多方案比选,创新性地采用高强度钢棒+混凝土扩大基础作为导助航桩柱基础结构,并首次将高强度结构钢应用于港口工程导助航结构,满足了苛刻的咨工要求和严格的施工限制条件,同时将传统钢结构机械连接技术应用于海港工程基础结构,为同类项目提供借鉴。

交通安全设施相关技术标准中两个问题的探讨

通过对公路交通安全路侧(右侧)标志牌安装角度和波形梁护栏拼接螺栓强度等级在应用中存在问题的分析,提出了对国家现行相关技术标准修订建议。

浅谈连续钢-混凝土叠合梁的计算和受力分析

通过实例计算分析,简要论述了钢-混凝土结合梁的基本概念、结构分析以及得出在结构的负弯矩区段的处理措施。

装配式明挖电力管廊标准段拼接方式选型研究

现有的预制拼装式地下隧道及管廊的标准段拼接方法包括了预应力筋、柔性承插口及螺栓拼接等方式,不同的拼接方式都具有相应的技术特点及技术优势,通过分析电力管廊运营功能需求和具有曲线轴线需求等特点,从技术、经济角度分别进行对比分析,提出了能够实现管节标准段之间、管节结构与电缆设备支架之间均采用螺栓拼接的预制拼装式管廊结构形式,为预制拼装式电力管廊结构的设计及应用提供依据。

上海中心大厦巨型框架关键节点设计研究

上海中心大厦主体结构采用巨型框架-伸臂-核心筒结构体系,节点设计是巨型框架设计中的关键环节。介绍了基于性能的节点设计原则,研究了伸臂桁架与巨型柱连接节点、环带桁架螺栓拼接节点两类典型节点。伸臂桁架与巨型柱连接节点,节点区受力复杂,同时承受较大的轴力与弯矩,运用有限元方法对该类节点简化设计公式的适用性进行了验证。研究表明:简化设计公式能够满足工程精度要求,可作为该类节点初步估算的验算公式;环带桁架螺栓节点具有螺栓拼接长度超长、螺栓数量多、构件截面大及拼接板材厚度大的特点,运用有限元方法研究了该类节点的传力机理,并对螺栓拼接节点的安全性进行了考察。研究表明:该类节点满足指定性能需求下的承载力设计要求,螺栓传力呈现两端大,中间小的受力性态,但随荷载的增加螺栓传力不均匀性呈降低趋势;同时研究还表明,螺栓拼接长度较长会改变构件的力学特性。

外伸悬挑组合式锅炉大板梁的静力试验及有限元模拟分析

为揭示外伸悬挑组合式锅炉大板梁的受力机理和破坏模式,并验证某工程大板梁的设计可靠性,通过对外伸悬挑组合式大板梁缩尺模型的静力试验和考虑各种非线性的ABAQUS有限元数值模拟分析,研究了大板梁简支段和悬挑段在各加载阶段的承载力、局部应力、整体变形和局部屈曲等关键响应,对试验中的破坏现象给出了合理解释,并重点研究了悬挑段与简支段拼接端板与拼接螺栓的受力和变形特点。试验与模拟结果均表明大板梁在设计荷载作用下处于线弹性阶段,并具有足够的安全储备;支座附近腹板局部屈曲和悬挑段端板拼接螺栓断裂是大板梁的主要破坏模式,决定了梁的整体承载力;按拼接螺栓群的受力模式,悬挑梁端的弯矩和剪力分别由翼缘附近螺栓的抗拉连接和腹板附近螺栓的摩擦连接来承担。各阶段试验现象和数值模拟结果吻合较好,也验证了数值模拟方法的可靠性。