非下插式短型钢梁柱转换节点施工技术

为解决传统型钢-混凝土梁柱转换节点做法中因整根型钢梁贯通设置而造成的节点区钢筋交错复杂、现场焊接量大、施工工序繁琐等一系列施工难题,以上海金鼎天地培训中心项目为例,采用混凝土梁内预埋连接短型钢的优化节点,取消通长型钢,实现建筑上部钢结构与下部混凝土框架组合结构的平滑过渡,显著减小节点用钢量,优化转换节点施工工序。

型钢UHTCC短柱的抗震性能研究

将具有良好控裂耗能能力和抗剥落性能的水泥基材料UHTCC应用于型钢混凝土SRC短柱,制作并完成了7个型钢-UHTCC(SUHTCC)短柱和1个SRC对比短柱的拟静力试验。试验主要变量为:配箍率、轴压比和翼缘栓钉布置。结果表明:UHTCC的使用可有效避免SRC短柱粘结裂缝的滋生,减缓剪切主裂缝的扩展,能够将SRC短柱的脆性剪切粘结混合破坏模式转变为延性较好的剪切破坏模式,大幅提升短柱的震后完整性;对SUHTCC短柱,增大配箍率对承载力几乎没有影响,但需确保箍筋最大间距以延缓粘结破坏,高配箍率的试件能显示出较好的峰后滞回曲线,具有较高的极限变形和耗能;轴压比对抗震破坏形态和力学性能影响较小,高轴压比下依然拥有较高的大变形能力和良好的抗震耗能;与型钢翼缘没有布置栓钉的SUHTCC试件相比,布置栓钉的SUHTCC短柱表现出更为饱满的峰前抗震滞回曲线,对峰前行为的影响较为显著,但峰后破坏加快导致延性降低。最后采用3种不同规范对SUHTCC短柱受剪承载力进行了预测,初步验证了现行JGJ138-2016规范受剪承载力计算公式的适用性,并对SUHTCC短柱的剪切变形进行了定量分析,讨论了各参数对剪切变形的限制能力。

T形型钢短肢剪力墙低周反复荷载试验研究

为了解决T形短肢剪力墙承载力、延性不对称及在腹板受压时破坏为脆性的问题,提出了型钢短肢剪力墙的概念,即在腹板端部设置型钢暗柱.通过低周反复荷载试验揭示了型钢短肢剪力墙的破坏形态.试验结果表明:型钢短肢剪力墙的承载力和延性有显著提高,适当配置型钢后滞回曲线接近对称,构件的综合性能得到明显改善.

型钢混凝土T形短肢剪力墙非线性分析

为了研究型钢短肢剪力墙的承载力性能,运用大型有限元软件ANSYS设计了1∶1的型钢短肢墙试件。通过有限元软件的模拟试验,运用有限元软件的后处理功能处理的试验结果分析研究短肢剪力墙的承载力性能。分析了短肢剪力墙的破坏过程及破坏特征,对试件的极限承载力,屈服承载力,开裂荷载进行了深入的研究。定量地分析了短肢剪力墙的墙肢长宽比和型钢配钢量对其承载力的影响。在此基础上得到结论为:短肢剪力墙配置型钢后承载力提高较大,适当的型钢短肢墙的墙肢长宽比和型钢配钢量对其承载力有明显影响。

短T型钢连接行为的有限元数值模拟

采用有限元法对短T型钢连接性能进行了模拟.建立了三维模型,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性因素,分析了螺栓预紧力对结构行为的影响,得到了载荷-变形曲线和Mises应力分布云图,其结果与实验数据有较好的相关性,表明所建立的计算模型合理、准确.同时进一步讨论了该结构在火灾下的响应,分析了温度载荷对结构的影响,为钢结构半刚性连接的设计计算提供了有效的数值模拟方法,对制定抗火设计规范具有指导意义.

考虑初应力的哑铃型钢管混凝土短柱轴压承载力分析

在4种无初应力的哑铃型钢管混凝土柱极限承载力计算方法的基础上,引入考虑初应力影响的折减系数,得到了考虑初应力影响的哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式;通过合理地考虑中间主应力和材料拉压比对哑铃型钢管混凝土短柱轴压极限承载力的影响,提出了一种新的基于双剪统一强度理论的计算方法。将各种计算方法的计算值与试验值进行比较,验证了本文计算公式的合理性,并分析了各种方法的基本特点,可供工程应用参考。

轴压纤维增强复合材料-型钢-混凝土组合短柱的力学性能

为了研究纤维增强复合材料(FRP)管壁厚度和试件尺寸对FRP-型钢-混凝土组合短柱力学性能的影响,对2根FRP-型钢-混凝土组合短柱进行轴心受压实验;利用有限元软件建立数值模型,对10根模拟试件进行分析,绘制试件在静力荷载作用下的荷载-应变曲线,分析FRP管壁厚度及试件尺寸对FRP-型钢-混凝土短柱轴心受压下力学性能的影响规律。结果表明:在试件尺寸相同的情况下,FRP管壁厚度越大,试件的承载能力越强,延性越好;随着试件尺寸的增大,试件极限应力增大的幅度减小,导致试件的延性劣化。

内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的力学性能

为了研究内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱在生命周期内的受力机理,利用有限元软件ABAQUS建立该类短柱的计算模型,并与已有的相关试验结果进行对比。模型中将钢管初应力和长期荷载作为生命周期内的主要因素进行考虑,分析了内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的荷载-变形全过程曲线、跨中截面各部件纵向应力分布和钢材与混凝土之间的相互作用力;考察了初应力系数、长期荷载比和含钢率对构件承载力和变形的影响规律。结果表明:考虑钢管初应力和长期荷载作用的内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱极限承载力与一次加载情况下相比变化不明显,但极限承载力对应的纵向应变增长84.2%;在长期持荷阶段,核心混凝土发生卸载现象,其承担的荷载下降了30%左右,再加载阶段又继续承载;钢管与混凝土之间的接触应力在中截面处最大,沿构件长度方向逐渐向两端减小;随着钢管含钢率增大,构件极限承载力增大,变形减小,而型钢含钢率对构件变形影响较小;随着初应力系数和长期荷载比的增大,构件纵向变形增大。

T形型钢混凝土短肢剪力墙斜截面承载力影响因素研究

为了确保T形型钢混凝土短肢剪力墙发生延性剪切破坏,在对其破坏机理进行试验研究的基础上,采用ANSYS有限元分析软件模拟其破坏形态。在分析过程中考虑水平钢筋的配筋率、混凝土强度、轴压比以及型钢配钢率等影响因素的作用。结果表明:水平钢筋体积配筋率、混凝土强度以及型钢配钢率可以明显改变构件的承载力和延性。

基于桁架-拱模型理论对实腹式型钢混凝土短柱受剪承载力的分析

实腹式型钢混凝土短柱是型钢混凝土组合结构的主要承重构件。目前,我国规程依据试验统计建立实腹式型钢混凝土短柱的受剪承载力计算公式,往往不考虑型钢翼缘的影响。本文采用桁架-拱模型理论对实腹式型钢混凝土短柱的受剪承载力进行了分析,将实腹式型钢混凝土短柱分为钢筋混凝土与型钢两部分考虑,然后将两部分叠加从而求得。分析钢筋混凝土部分的受剪承载力时,采用桁架-拱模型,考虑了型钢腹板和翼缘的影响;型钢部分的受剪承载力取Va=(0.58f_at_wf_w)/(λ-0.2)。本文计算结果与试验结果吻合较好。

高温后方钢管型钢混凝土短柱轴向力学性能研究

为探究加热时间、钢管宽厚比和型钢含钢率等参数对火灾后方钢管型钢混凝土短柱力学性能的影响,对9根未经加热和12根加热不同时间后的短柱进行轴向静力荷载试验。通过分析荷载-轴向应变曲线,讨论了高温后试件的剩余承载力、延性及刚度退化的变化规律,最后提出了常温下方钢管型钢混凝土短柱极限承载力的计算公式。结果表明:所有试件均为鼓曲破坏,鼓曲处混凝土局部发生破碎,但其核心混凝土仍保持为一个整体。试件高温后的剩余承载力随加热时间先小幅增加后稳步下降;其下降幅度随着型钢含钢率的增加而减小,当含钢率接近9%时基本保持不变。延长加热时间可以提高试件的延性,试件加热130 min后延性系数约提高71%。增加内外含钢率比及加热时间能够减缓试件刚度退化的速率。基于提出公式所得的计算承载力与试验结果较为一致,可应用于工程实践。

基于ANSYS的型钢混凝土T形短肢剪力墙的数值分析

利用ANSYS软件对型钢混凝土T形短肢剪力墙采用实体建模的方法进行了数值模拟分析,考虑了混凝土强度等级、墙肢截面高厚比、轴压比对型钢混凝土T形短肢剪力墙受力性能的影响,建立了三组共13个有限元模型试件,对结构在单调水平荷载作用下的延性和承载力进行了比较,得出的结论对型钢混凝土T形截面短肢剪力墙的理论研究和工程应用具有重要的参考价值。

不同结构类型的巷道支架短柱力学性能研究

针对用U型钢支架进行煤矿巷道支护时成本较高、支护结构稳定性较差等问题,以U29型钢短柱、格栅短柱、格栅混凝土短柱为研究对象,采用ANSYS数值模拟和室内轴压加载试验方法,对其力学性能进行分析。结果表明,格栅混凝土短柱的最大承载力是格栅短柱的3倍左右,是U29型钢短柱的1. 5倍左右。采用格栅混凝土结构可以使支架受力均匀,有效提高支护承载能力,并可控制围岩塑性破坏区范围,且其支护耐久性较好。

CFRP约束有预载矩形SRC短柱轴压性能有限元分析

为了研究预载水平对碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP,又称为"碳纤维布")约束型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)矩形短柱轴压性能的影响,文章采用有限元软件对已有试验试件进行了数值模拟,结果表明采用混凝土损伤塑性模型可较好地模拟预载后加固型钢混凝土柱在有材料损伤后的力学性能。通过数值分析发现,碳纤维布对型钢混凝土矩形短柱的约束作用主要集中在水平截面的柱角部和靠近型钢部位;预载水平提高后,峰值荷载下试件中混凝土的竖向应力降低,且远离型钢部位的柱角部混凝土应力变化最明显,同时预载水平对碳纤维布工作应变有影响;建立了预载水平与碳纤维布有效拉应变的关系式。

UHPC全包裹S690高强型钢短柱轴压性能研究

以高强型钢超高性能混凝土短柱(型钢强度为S690,UHPC强度为C130)的轴压试验为基础,利用有限元软件对试件进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验荷载-位移曲线吻合较好,破坏模态相同,峰值荷载偏差值为8.9%,有限元模拟型钢荷载-竖直应变曲线和荷载-水平应变的峰值应变偏差为4.3%,验证了建模方法的可靠性,表明该有限元模型可以准确预测其轴压性能。基于试验和数值模拟分析了试件的受力机理。最后利用该有限元模型探究了箍筋间距参数、混凝土保护层内布置钢丝网参数对轴压性能的影响。结果表明:箍筋间距增加,试件轴压峰值承载能力变化不大,剩余承载能力减小;设置钢丝网以后,试件的峰值承载能力和剩余承载能力提高。

新型花篮斜拉式悬挑脚手架在建筑工程的应用及技术要点

型钢悬挑双排脚手架的是一种在高层建筑中应用比较成熟的外架体系,国家有相关的标准和规范,主要通过在梁板混凝土上表面设置预埋件来固定型钢梁,在梁上搭设双排脚手架体系,双排脚手架体系一般采用传统扣件式钢管脚手架搭设。本文介绍了一种新型的在梁柱墙侧面预埋连接件通过高强螺栓连接短肢型钢梁的新技术,并采用盘扣式双排脚手架作为架体,通过型钢梁上架设槽钢来解决盘扣式双排脚手架由于自身模数限制较难应用在悬挑梁上的缺点。本文的施工方法新颖独特,通过了专家论证,并成功应用在河北省某群体工程。相比传统悬挑脚手架,它有着高效节约,对墙体梁柱结构安全影响小,减少外墙梁柱洞口渗水率,对墙面和地面的装修施工无影响,方便交叉施工快速施工的优点,该新技术为今后的高层建筑工程的应用提供了实例参考。本项目采用花篮斜拉式悬挑梁+盘扣式双排脚手架施工工艺,通过增加联梁,使挑梁布置更加灵活,为类似住宅工程新型悬挑脚手架的应用提供参照实例,对该新技术新工艺在高层建筑工程的应用有一定指导意义。

锈损H型钢短柱偏心受压试验研究

为研究腐蚀损伤对H型钢压弯构件承载性能的影响,特别是局部屈曲性能,设计了6根不同锈蚀程度的H型钢短柱。首先进行最长达15个月的户外加速腐蚀试验、然后进行板材单调拉伸试验以及短柱的偏心受压试验,最后分析其力学性能参数、破坏模式、极限承载力和变形性能与锈蚀程度的关系。结果表明:随着锈蚀程度的增加,H型钢短柱试件的极限荷载和临界屈曲荷载呈逐渐下降的趋势;锈蚀导致局部屈曲半波长逐渐减小,削弱了试件的塑性变形能力,降低了试件的偏压承载力。

工字形截面型钢混凝土短柱受压性能研究

为研究工字形截面型钢混凝土短柱的受压性能,设计了5个1/20缩尺工字形截面型钢混凝土短柱试件,各试件几何尺寸、配筋、配钢均相同,进行了不同偏心距、不同加载方向工况下的轴压、偏压单调加载试验。通过试验,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度及退化过程等。对比分析了偏心距、加载方向对工字形截面型钢混凝土短柱受压性能的影响规律。基于试验,进行了工字形截面型钢混凝土短柱受压承载力计算,计算结果与试验结果符合较好。研究表明:工字形截面型钢混凝土短柱具有良好的弹塑性变形能力和较高的承载力;随着偏心距的增大,工字形截面型钢混凝土短柱的承载力逐渐降低,弹塑性最大位移逐渐增大,延性逐渐增强,刚度退化逐渐减慢;偏心距相近时,与沿翼缘方向偏心加载的试件相比,沿工字形截面腹板方向加载的试件屈服荷载、极限荷载较高,延性性能较好。

“栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板”大长宽比型钢混凝土短柱抗震性能试验研究

提出"栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板"的箍筋设计方法,以减少大长宽比型钢混凝土柱中钢骨腹板穿筋、开洞等施工工序,缩短施工工期,降低建造成本;并对采用该方法设计的大长宽比型钢混凝土短柱进行了抗震性能试验。研究表明:采用"栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板"的型钢混凝土短柱具有良好的承载力、塑性变形能力和耗能能力,满足抗震性能需求。最后,通过实际工程应用验证了提出方法的有效性和可行性。

型钢再生混凝土短柱抗剪承载力计算

为研究型钢再生混凝土短柱的抗震性能,对8个型钢再生混凝土短柱试件,采用悬臂柱式加载装置进行低周反复荷载试验,观察其受力过程和破坏形态。试验表明,剪跨比为1.4的型钢再生混凝土短柱以剪切斜压破坏形态为主;分别研究了轴压比、配箍率和再生粗骨料取代率对试件抗剪承载力的影响;分析了型钢再生混凝土短柱的受力特点和破坏机理;推导出型钢再生混凝土短柱发生剪切斜压破坏时的抗剪承载力计算公式。最后,为便于工程应用,在试验与理论分析的基础上,提出了型钢再生混凝土短柱抗剪承载力简化计算公式,计算结果与试验结果符合较好。