梁腹板开圆孔钢框架梁柱节点的性能研究

梁腹板开圆孔节点是根据地震作用下钢框架梁柱节点可能产生脆性破坏的现象而提出的一种新型削弱型节点,该节点兼备提高建筑净空的优点,并不增加施工难度。在梁腹板上开设孔洞,不会影响梁的整体稳定性,只会影响梁的局部稳定性,并且由于梁翼缘参与抗剪比重增大,其抗剪承载力也不会发生较大幅度的下降。对梁腹板开圆孔节点进行的有限元分析表明:在适当位置开设一定大小的圆孔,可以首先在梁削弱截面处会形成空腹梁机制(Vierendeel mechanism),迫使塑性铰出现在梁上削弱部位,远离梁根部节点焊缝区,并且节点承载力不发生显著下降。节点实验的结果与有限元分析相吻合,即梁柱连接焊缝的脆性断裂是传统节点的主要破坏形式,而削弱处形成的空腹梁机制是导致梁腹板开圆孔节点破坏的原因,如果开孔合适,腹板开孔节点的各项性能指标下降幅度很小(5%以内),但可确保塑性铰产生在梁上。根据梁腹板开圆孔节点不同的受力状态可以将梁段划分为三种区间,即格构式梁段、过渡段和实腹式梁段,如果腹板所开圆孔合适,过渡段会先形成空腹梁机制,并满足预期的设计目标。

复合材料梁腹板在弯剪复合载荷作用下的屈曲和后屈曲研究

针对复合材料腹板悬臂梁在弯剪复合载荷作用下的稳定性和破坏强度开展研究。通过试验获得腹板的屈曲载荷与结构破坏载荷,改进了基于试验数据确定屈曲载荷的方法。采用商用有限元软件Abaqus对试验进行数值模拟,研究复合材料梁腹板的屈曲和后屈曲特征,并通过USDFLD子程序实现对复合材料失效过程的模拟。研究表明,复合材料腹板具有典型的屈曲特征和较强的后屈曲承载能力,对其屈曲载荷、后屈曲历程和结构破坏载荷的模拟结果与试验实测结果吻合良好,对复合材料梁腹板损伤模式的模拟结果与结构实际破坏形貌相一致。

焊接工字梁腹板屈曲后强度的利用

不少国家已把利用焊接工字梁腹板的屈曲后强度继续承受荷载列入钢结构设计规范。但（钢结构设计规范）（ＧＢＪ１７—８８）还没有这方面的条文规定。通过对焊接工字梁腹板屈曲后强度的理论分析及试验研究，得出了一些对规范修订有重要参考价值的结论。

梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的屈曲分析

前钢结构设计规范(GBJ17-88)中有关梁腹板局部稳定的计算公式来源于无限弹性完善板假定,一方面与构件的实际工作状况有一定出入,导致计算结果有时会偏于不安全;另一方面又与有关钢梁在弯曲正应力作用下的强度计算公式(考虑截面部分进入塑性)不相协调。针对《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中变动较大的该部分设计内容,本文考虑不同的几何参数及弯、剪、局压多种应力组合工况对梁腹板屈曲临界应力的影响,对修订后的梁腹板横向加劲区格在复合应力作用下的临界应力相关公式进行了大量的有限元分析与计算;重点考察了梁腹板的弹塑性屈曲性态及规范(GB50017-2003)中相关公式所具有的设计安全度。在此基础上,提出相关的设计建议,供规范修订及进一步的研究参考。

六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能分析

蜂窝梁是腹板开孔钢梁的一种,由于其结构合理、经济美观,已被广泛应用于工业与民用建筑、桥梁及轮船等多个领域。本文借助有限元分析软件ANSYS对六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能进行了分析,求出了单孔、双孔以及多孔腹板在纯弯和纯剪作用下的屈曲模态和屈曲系数,拟合了相应的计算公式,并最终确定了腹板的高厚比限值,可供有关设计参考。

考虑组合效应的梁腹板开圆孔型节点抗震性能试验研究

为考察楼板组合效应对腹板开圆孔节点滞回性能、破坏机理、塑性铰形成位置的影响,设计并完成考虑组合效应的梁腹板板开圆孔型节点足尺试件的拟静力试验。通过试验现象,阐述试验试件破坏全过程,揭示该类节点的破坏机理。基于ANSYS分析平台,建立试验试件的有限元模型,数值模拟结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的合理性。结合以往试验获得数据,建立考虑组合效应开圆孔、不考虑组合效应开圆孔、不考虑组合效应不开圆孔等3种节点对比模型,讨论楼板组合效应对节点破坏形式、滞回性能、塑性区分布的影响。研究结果表明,组合效应对腹板开圆孔节点的性能影响不可忽略;选择合理的削弱参数,梁腹板开圆孔型节点可以达到塑性铰外移的效果。

考虑蜂窝梁腹板屈曲的框架节点滞回性能分析

目的找出低周往复荷载作用下蜂窝梁腹板局部屈曲对框架节点滞回性能的影响规律.方法采用理论分析、试验以及有限元相结合的方法,研究不同腹板高厚比的蜂窝梁框架节点的地震破坏机理、骨架曲线、刚度退化、延性以及耗能能力,得出不同腹板高厚比对蜂窝梁框架节点滞回性能的影响规律.结果腹板高厚比对蜂窝梁框架节点的滞回性能影响显著,随着腹板高厚比的增大,蜂窝梁框架节点滞回性能变差;当高厚比达到一定值后,蜂窝梁腹板产生屈曲,框架节点的滞回性能会迅速变差.结论为保证蜂窝梁框架节点具备良好的滞回性能,应严格限制高厚比.

连续箱梁腹板斜裂缝分析和防治

连续箱梁采用纵向直线预应力和竖向预应力相结合时,施工方便,采用薄壁腹板可以提高挖空率,减轻结构自重;,但竖向预应力本身很不可靠,过薄的腹板降低了本身的抗剪作用和结构的整体性,腹板截面容易出现斜裂缝,影响结构的使用寿命。在设计和施工中应加以防治。

施工中的连续梁桥箱梁腹板竖向裂缝检测及处理

箱梁腹板裂缝是桥梁结构中普遍存在的一种病害,它的产生时间、出现部位也是随机性的。通常情况下,裂缝会在桥梁施工完成交付使用后,随着时间的推移逐渐出现。然而在施工过程中箱梁腹板出现竖向裂缝危害性更大。以施工过程中的预应力混凝土连续箱梁桥为研究对象,对箱梁腹板裂缝进行检测,分析裂缝产生原因,并针对其具体情况给出裂缝处理措施。

工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力分析

针对翼缘结构较复杂的工字梁计算局部压力作用下极限承载力的问题,在有限元计算可行性分析的基础上,使用ABAQUS软件对共计224个模型进行了非线性分析,得到逼近实验结果的承载力数据.分析得到了极限承载力与腹板屈服强度、翼缘屈服强度的关系及上、下翼缘分别对极限承载力的贡献.通过对模拟数据的拟合,提出了新的计算极限承载力的方法,指出计算极限承载力的参数应取翼缘的惯性矩和极惯性矩,这样可以避免以几何尺寸作为参数带来的局限性.与实验对比的结果表明,该方法更加合理可行,且当翼缘结构形式较复杂时也能计算.

成灌铁路跨度32m预应力混凝土简支箱梁腹板竖向受力性能试验研究

我国客运专线各种标准梁型在实际应用之初均进行了实体箱梁的试验研究工作,以掌握结构的实际受力性能,对于保证箱梁的正常、安全使用起到了重要作用。以新建成灌铁路跨度32m预应力混凝土简支箱梁为研究对象,对梁端变截面处腹板在预施应力条件下的受力状态进行了计算分析和测试,对跨中等截面段腹板在模拟运梁车运梁通过工况下的受力性能进行了计算分析和静载试验。根据箱梁腹板受力性能试验研究结果,对箱梁的截面构造和预应力束布置进行了设计优化、完善,改善了腹板的竖向受力性能,静载试验结果表明在运梁、运营工况下箱梁能满足正常使用要求。

局部荷载作用下工字形梁腹板的弹性屈曲分析

钢结构工程中经常遇到一定宽度的均布荷载通过翼缘传递到腹板上的情况,这种荷载称为局部荷载。本文对工字形梁腹板在局部荷载作用下的弹性屈曲进行了有限元分析,得到了不同宽度的荷载作用下工字形梁腹板的弹性屈曲系数,着重考虑了翼缘的转动约束对腹板屈曲的影响。通过数据拟合得到了物理意义明确、精度很高的计算公式。

探地雷达在箱梁腹板检测中的应用

介绍了探地雷达的工作原理和利用探地雷达技术对箱梁腹板的检测与应用研究,对箱梁腹板典型的质量问题进行总结。结果表明,探地雷达能够对混凝土的质量缺陷给出直观的雷达波形特征,能够判断钢筋保护层厚度,并实现对腹板内波纹管的准确定位。

纯弯状态下蜂窝梁腹板稳定问题研究

针对国内尚无有关蜂窝构件的规范或标准可以执行的实际情况，进行了蜂窝梁腹板在纯弯状态下的稳定问题研究。基于薄板的弹性稳定理论，建立了孔口处腹板和孔间处腹板的计算模型；应用能量法，得出了板的稳定方程，确定了板的高厚比限值和最小弯曲刚度，可供有关设计参考．

桥梁钢箱梁腹板设计计算方法探讨

钢箱梁腹板受力较为复杂,常存在几种应力联合作用的情况。为了获得经济的截面尺寸,钢箱梁腹板往往高而薄,稳定问题比较突出。对于比较高的腹板需要设置多道纵向加劲肋。目前,新版的钢桥规范还未颁布,现行规范由于其局限性不适用于钢箱梁的结构设计。在总结国内外规范基础上,讨论钢箱梁腹板加劲板设置和局部稳定设计计算方法,并以实例进行比较说明。研究结果可供钢箱梁桥的结构设计参考。

箱梁腹板竖向预应力钢绞线和精轧螺纹钢筋的对比研究

通过对箱梁腹板竖向预应力钢绞线和精轧螺纹钢筋的对比试验,研究钢绞线和精轧螺纹钢筋竖向预应力规律,分析两种不同竖向预应力体系的特征和预应力损失,结果表明,钢绞线和精轧螺纹钢筋的第一次张拉预应力损失率和两者长期损失率基本相同,竖向预应力钢绞线的第二次张拉效果明显,预应力损失率较第一次张拉减小近1/2,对于控制主拉应力较大的高腹板的竖向预应力可靠度较大,反映了钢绞线作为竖向预应力筋的实际意义,为工程设计提供参考依据。

箱梁腹板斜裂缝分析和防治

箱梁采用纵向直线预应力和竖向预应力相结合时,施工方便,采用薄壁腹板可以提高挖空率,减轻结构自重,但竖向预应力本身很不可靠,过薄的腹板降低了本身的抗剪作用和结构的整体性,腹板截面容易出现斜裂缝,影响结构的使用寿命,因此。

腹板开口对复合材料梁腹板剪切承载性能的影响

针对平面编织复合材料梁腹板结构剪切载荷作用下的面内剪切屈曲失稳和后屈承载能力问题,采用实验与有限元方法进行了研究。结合实验所得应变分布规律与有限元分析所得失稳模态分析了梁腹板结构剪切失稳特点。后屈曲承载分析中引入了平面织物复合材料Hashin失效准则,获得的结构主要失效模式包括纬向纤维压溃和经向纤维拉断,与实验结果符合良好。基于经实验结果验证的有限元模型进行了参数化研究,分析了腹板开口尺寸和开口形式对平面织物复合材料梁腹板剪切稳定性、承载能力和破坏模式的影响。研究结果可为复合材料结构设计和强度评估提供参考。

基于超声波的连续箱梁腹板混凝土密实情况检测

混凝土结构如果存在不密实或空洞等缺陷,会严重影响结构的承载力和耐久性。基于超声波的基本原理,采用超声波对混凝土缺陷进行检测分析,结合工程实例论述了超声波的检测过程。结果表明,超声波检测技术能够有效地反应混凝土中的不密实区和空洞部位。

箱梁腹板平面力学问题损伤分析

在理论化日益完善的今天将损伤力学理论应用于桥梁中进行探索性尝试．通过将箱梁腹板空间结构的开裂简化为平面问题进行损伤计算．考虑箱梁腹板双轴应力状态的特点，计入不同损伤状态下材料性能的变化，有效地进行箱梁腹板的损伤数值分析。