焊接效应对箱板装配式钢结构墙板抗剪承载力影响研究

箱板装配式钢结构是一种直接采用加劲钢板作为承重墙板和楼板的新型结构体系,在其建造过程中会大量使用焊缝对加劲钢板进行连接,由此产生的焊接效应会降低结构的承载力。以箱板装配式钢结构3层空间单元模型为对象,通过有限元建模和焊接模拟,系统地研究了焊接顺序、焊接数量与位置以及焊接错缝尺寸等因素对加劲钢板墙抗剪承载力的影响。结果表明:采用分段退序焊的抗剪承载力较高;焊接位置对抗剪承载力影响较小,焊接数量对抗剪承载力有一定影响;而焊接错缝尺寸对抗剪承载力的影响显著,抗剪承载力随着错缝尺寸的增大而加速下降。基于参数分析结果,得到了不同焊接参数对加劲钢板墙抗剪承载力的影响规律、提出了承载力修正系数;重点考虑错缝尺寸的影响,建立了箱板装配式钢结构中加劲钢板墙的抗剪承载力计算公式,并验证了所提公式的有效性。

箱板装配式钢结构焊接残余应力的数值模拟与研究

文中旨在对箱板装配式钢结构的焊接残余应力进行研究。由于箱板装配式钢结构通常选用Q235B钢和Q345B钢,故对这2种钢材的焊接残余应力进行研究。通过Abaqus关联Dflux热源子程序对Q235B与Q345B钢板进行焊接模拟,并利用超声波检测方法对钢板进行焊接残余应力测试。结果表明:钢材的屈服强度对焊接残余应力有显著影响;在焊缝热影响区上的纵向残余应力以拉应力为主,在整个焊件上的横向残余应力既存在拉应力,也存在压应力;钢板残余应力试验结果与模拟结果基本吻合,验证了Abaqus模拟钢板焊接的可靠性。

箱板装配式钢结构楼盖舒适度分析及其调谐质量阻尼器的振动控制研究

箱板装配式钢结构楼盖是一种由钢板和加劲肋焊接而成的新型装配式楼盖。通过建立若干个箱板装配式钢结构楼盖的有限元模型,研究长宽比、钢板厚度、加劲肋间距及加入调谐质量阻尼器(TMD)对楼盖舒适度的影响。研究结果表明:长宽比由6∶6增加至10∶6时,会导致竖向基频降低,降幅最大达29.6%,同时降低了人行激励产生的竖向峰值加速度;钢板厚度由6 mm增加至10 mm时,对楼盖的竖向基频影响较小,对竖向峰值加速度影响显著,降幅最大达68.8%;T型加劲肋间距由1.5 m增至3.0 m时,会导致竖向基频降低,降幅最大达33.8%,同时竖向峰值加速度增幅最大为0.1 m/s2。当钢板厚度较小且加劲肋间距过大时,容易造成楼盖局部振颤,局部产生较大的峰值加速度,加入调谐质量阻尼器能有效增加楼盖参与振动的质量,并且有效改善楼盖舒适度,满足设计标准的要求。

箱板装配式组合墙耐火极限研究

箱板装配式组合墙具有良好的抗震性能,为使组合墙在实际工程中满足设计标准要求的耐火极限,对其设计了抗火构造措施,并建立了耐火极限分析模型。模型中对组成抗火构造措施的各部分:岩棉厚度、龙骨间距和开孔排数、石膏板层数和厚度、覆面板材种类、高厚比、轴压比进行参数分析。结果表明,当岩棉厚度超过100 mm后,增加岩棉厚度能更加有效地提高墙体的耐火极限;增加受火面覆面板材厚度和层数也可大幅度提升耐火极限;轴压比对耐火极限影响显著,而龙骨间距和开孔排数几乎无影响。根据上述分析结果提出抗火优化设计方法,为箱板装配式体系防火设计提供理论支持。