双钢板混凝土组合结构起波钢筋连接件的拉伸力学性能研究

提出将起波钢筋作为双钢板混凝土组合结构的连接件,并设计开展12个组合板单元体试件的拉伸试验,研究了直径和起波角度对起波钢筋连接件拉伸力学性能的影响。研究结果表明:连接件的破坏模式分为拉直后断裂和未拉直即断裂两种,当起波钢筋连接件在拉直后发生破坏时,变形能力和耗能能力得到大幅提高;随着连接件直径和起波角度的增大,破坏位移、拉断力和耗能能力也增大,但起波角度对拉断力影响较小;提出起波钢筋连接件强度的计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。结合试验结果,对双钢板混凝土组合结构起波钢筋连接件的设计提出了合理化建议。

波纹钢板组合框架结构施工技术与应用

我国经济与居民消费水平在不断地提升,特别是电商行业的高速发展极大地提升了快递和仓储的需求。我国每年新增仓库面积不少于2500万平方米,但仍然跟不上人们现代生活的需求,从而,主体结构型式的选取与建筑用途紧密相关,对于大跨度仓库、厂房等建筑采用波纹钢板组合框架结构综合考虑各个因素有较大优势。本文通过对上海某物流仓库工程项目进行案例分析,从施工、工期、安全、经济等角度,介绍波纹钢板组合框架结构施工技术及应用,为同类工程的实施提供参考。

双钢板-混凝土组合防护结构受力机理研究综述

双钢板-混凝土组合结构不仅具有省模板、少支模等施工便捷性,而且具有抗渗性好、变形能力强、抗冲击与抗爆性能突出等良好的力学性能,在核设施、近海工程设施等防护抗灾结构中具有良好应用前景。除了抵御极端荷载外,防护结构在常规荷载下的良好受力性能对其维持正常使用功能、减少日常事故风险以及避免次生灾害至关重要。本文介绍了双钢板-混凝土组合防护结构的工程应用与研究现状,着重总结了各类新型双钢板-混凝土组合结构构件与连接的受力机理与性能,并以近年相关理论分析、试验与数值模拟等研究为例进行详细说明。内容主要涉及双钢板-混凝土组合防护结构中剪力连接件受剪与受拉性能、平面及曲面双钢板-混凝土组合梁斜截面抗剪与正截面抗弯性能、双钢板-混凝土组合墙(板)面外局部荷载作用下冲切性能与墙体受压性能、双钢板-混凝土组合壳面外冲切性能。

三维梁格有限元计算方法在钢板组合梁结构计算中的应用

钢板组合结构在桥梁工程中正在大规模应用,相应的有限元结构计算分析方法也应跟上步伐,三维梁格的有限元分析方法应该说是针对钢板组合梁来说是适宜的,文章从建模方式上对比平面杆系有限元模型和实体(板壳)有限元模型介绍三维梁格有限元的建模思路和具体方式,展现其可考虑钢混组合结构不同构件偏心以产生附加力及力的单元内部分布、桥面板可呈现双向受力、钢主梁在建造过程中屈曲、能考虑横隔板,侧向支撑以及扭转及翘曲效应等优点;最后对比平面杆系模型、实体有限元模型的关键截面的受力,证明三维梁格模型有限元计算方法的可行性和精确性。

双钢板-混凝土组合结构在沉管隧道中的发展与应用

沉管隧道在近年来修建的大型水下隧道工程中越来越多地得到运用,尤其是大型海底隧道。为研究沉管隧道的发展趋势,为工程设计提供参考,文中综述了沉管隧道的历史,总结出其结构形式经历了钢壳-钢筋混凝土结构、钢筋混凝土结构、双钢板-混凝土组合结构3个发展阶段。研究发现以配置横纵向隔板与加劲肋为特征的隔舱式双钢板-混凝土组合结构优点突出,是未来大型沉管隧道的发展方向,值得深化研究与探讨。目前双钢板-混凝土组合结构的相关研究较多,但针对隔舱式双钢板-混凝土组合结构面外性能的研究还比较欠缺,已有设计方法应用了混凝土规范但较为保守。在已有研究的基础上,该文进行3个抗弯梁式试验与3个抗剪梁式试验。试验研究发现已有抗弯设计方法与试验结果符合较好,但其考虑受压翼缘局部屈曲的构造要求可进一步放宽;已有抗剪设计方法低于试验值较多,偏于保守。基于理论分析,文中进一步提出考虑钢-混凝土组合抗剪机制与工字钢腹板抗剪机制两种机制相结合的抗剪设计方法,与试验结果符合较好且有一定富余。

钢板混凝土组合结构试验与理论研究现状

钢板混凝土组合结构由其经济、安全、施工周期短等特点被广泛应用于核电工程。指出了该结构自身的特性,从结构、构件和单元三个层面总结了国内外研究者对钢板混凝土组合结构的试验研究,分析了该结构目前理论研究、数值模拟的研究成果,并简要概括了日本、美国现行设计规范与中国在编规范,旨在为钢板混凝土组合结构的后续研究提供设计思路与理论支持,并展望其发展前景。

钢板混凝土(SC)组合结构的发展与研究现状

介绍了一种新型的结构体系——钢板混凝土组合结构,总结了钢板与混凝土间连接方式从环氧树脂、叠合栓钉、Bi-Steel、J-hook到型钢的发展过程。对几种不同形式钢板混凝土组合结构的施工过程进行了简单的阐述,分析了施工方式与构件尺寸的关系。从平面内与平面外承载能力研究的角度,总结了不同连接方式下各国学者所取得的研究成果。对三种现行的SC结构设计规范与SC构件平面外承载能力试验数据的比较结果进行了概括。

钢板混凝土组合结构剪力连接件性能研究综述

介绍了新型结构体系--钢板混凝土组合结构中钢板与混凝土构件间连接方式的演化过程以及研究现状,对国内外学者对工程中应用最广泛的栓钉剪力连接件承载能力的计算模型及试验研究进行了对比概述,分析了结构连接破坏机理及影响连接件抗剪强度的主要因素为混凝土强度等级、栓钉规格尺寸与施工状况等,并对各影响因素的作用进行了总结。

爆炸冲击载荷下钢板-混凝土组合结构的动态性能和破坏机理研究进展

钢板-混凝土组合结构(SPCCS)是一种具有自重轻、延性和抗力高、施工简便和经济效果显著等优点的新型混凝土组合结构。爆炸冲击载荷作用下SPCCS的力学性能与常规载荷作用下的结构性能相比,存在较大区别。论述了SPCCS的构成特性与分类,从理论、试验和数值模拟三个方面综述了爆炸冲击载荷作用下SPCCS的动力响应和损伤破坏的最新研究成果,并对其未来发展趋势进行了展望。

盐城广播电视塔双钢板组合剪力墙结构施工技术

盐城广播电视塔主塔采用双钢板组合剪力墙结构,结构形式特殊。施工过程中安装精度高,高空焊接量大。安装过程中,将筒体平面分割成8个吊装单元,每单元高5 400mm,筒体结构自下而上、内外同时施工。介绍了其施工技术,包括筒体内外平台搭设及计算分析、筒体单元钢板分割、构件吊装及焊接、微膨胀自密实混凝土施工等技术。通过采用先进工艺,整个工程的焊接质量和安装精度符合国家规范要求。

钢框架-组合钢板剪力墙结构在强震作用下的性能分析

混合结构体系建筑的抗震性能在很大程度上取决于核心筒,因此必须采取有效措施来保证核心筒的延性。组合钢板剪力墙有良好的塑性性能和稳定的滞回特性,适用于高烈度地震区建筑。利用有限元软件ABAQUS对钢框架-组合钢板剪力墙结构在强震作用下的性能进行研究。分析表明:在强震作用下,组合钢板剪力墙中的钢板首先屈服,从而减缓核心筒的刚度退化,能有效提高核心筒的延性,改善核心筒的抗震性能。

基于实际工程的钢板组合薄壳结构设计

为保证2019年北京世园会艺术中心项目屋面板足够轻薄,创新地将屋面板设计成双层钢板的空腹结构板,形成钢板组合薄壳结构。基于此项目,分别从结构设计、构造措施、连接节点以及施工工艺等方面对该项目采用的钢板组合薄壳结构进行了详细介绍。同时介绍了钢板组合薄壳结构在2022年北京冬奥会崇礼冬奥村下沉庭院的景观连廊中的应用。通过钢板组合薄壳结构在上述两个项目中的成功运用,钢板组合薄壳结构不仅对自由曲面上人屋盖适应性较好,同时在人行连廊上同样能够表现出良好的受力性能,适用于建筑师对结构的几何尺寸要求较高的平面、曲面建筑,尤其适用于重载楼屋盖和大跨度楼屋盖。

带肋钢板-混凝土组合结构抗裂性能研究

针对带肋钢板-混凝土组合结构的抗裂性能进行理论分析和结构试验,结果表明:带肋钢板-混凝土组合结构开裂弯矩较普通钢筋混凝土结构大得多,当裂缝出现后结构能更有效地抑制裂缝发展;带肋肋板区混凝土在钢板与箍筋的共同约束下可比拟为共同受力体,极限拉应变较钢筋混凝土高。

钢板组合剪力墙结构体系应用于高层装配式住宅的研究

钢板组合剪力墙由两侧外包钢板和中间内填混凝土组合而成并共同工作的剪力墙。因其具有较高的承载力和良好的延性,目前在超高层建筑中已得到应用,但在高层钢结构住宅中仍未得到应用。本论述提出一种竖向抗侧力构件全部采用钢板组合剪力墙的新型结构体系——钢板组合剪力墙结构体系,并对一栋采用这种结构体系的高层钢结构住宅楼进行分析计算,根据计算结果对这种结构体系的抗震性能、经济性进行评价,并对钢板组合剪力墙结构体系应用于高层装配式钢结构住宅的适用性做出评价。

核电站用钢板混凝土组合结构单元的等效刚度研究

钢板混凝土组合结构(SCS组合结构)是核电用屏蔽厂房的壳体结构的主要形式,具有良好的力学性能和快速施工的特点。对承受平面内双向荷载作用的钢板混凝土组合结构的单元等效刚度进行研究,根据钢板和混凝土的本构关系,将钢板与混凝土组成的复合材料等效为各向同性线弹性材料,利用SCS单元的平面内双向试验标定材料的刚度系数,建立钢板混凝土单元的等效刚度模型。该模型以单元在单轴受拉、面内纯剪和单轴受压的等效弹性参数为基准,对单元主内力空间的不同区域分别赋予不同的等效刚度,以体现加载路径和内力状态对单元刚度的影响。通过与2片钢板混凝土组合墙的试验结果进行计算对比,提出的等效刚度模型能够比较准确地计算钢板混凝土组合墙的荷载-位移响应。

某钢框架-钢板混凝土组合墙结构非线性地震响应研究

钢框架-钢板混凝土组合墙结构是一种适用于高层钢结构住宅的新型结构体系,目前国内规范还未对该体系进行相关规定。为研究该结构体系的抗震性能,以某高层住宅项目为例,建立了钢框架-钢板混凝土组合墙结构数值模型,采用静力弹塑性方法对该结构大震下的抗震性能进行分析。结果表明:该结构在整体与构件层次均满足抗震性能目标的要求;框架柱剪力分担率随结构塑性的发展而提高,结构塑性发展顺序符合预期,具有多道抗震防线;组合墙抗剪能力有较大富余,框架柱少量进入塑性状态。

波纹钢板组合框架结构体系与建筑设计

随着建筑科技的发展,建筑结构技术作为建筑全生命系统中一 个重要组成部分,为建筑产业的发展升级提供强有力的技术支撑。结合波纹钢板组合框架结构体系分析,归纳新型结构体系对建筑设计的影响和综合性经济技术分析。

装配式钢板混凝土地下粮仓结构方案研究

结构设计方案是结构设计的关键问题之一。针对大直径钢筋混凝土地下粮食筒仓存在的施工工期长、成本高、防水差问题,首次提出了一种装配式钢板-混凝土地下粮食筒仓的结构设计方案,重点阐述了其节点设计方法,并与目前的钢筋混凝土地下粮食筒仓的结构设计方案进行了对比分析。分析结果表明,装配式钢板-混凝土地下粮食筒仓结构设计方案更优,有望推动今后地下粮仓的推广应用。

设计参数对双钢板混凝土偏压构件受力性能的影响

为探究管幕预筑结构受力机理,对双钢板混凝土偏压构件受力性能进行研究。完成了4根双钢板-混凝土组合构件的偏压试验,建立有限元模型,通过计算结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性和可靠性。以端部约束形式、界面连接形式、偏心距为参数进行数值分析,结果表明:钢板混凝土偏压构件中,当端部约束足够强(看作刚臂)时,混凝土与两侧钢板共同参与受力,截面应变基本符合平截面假定,不存在界面滑移,在不考虑屈曲的前提下,连接件的设置对构件承载力没有影响,承载力最高;当端部约束不够强,外荷载不能同时作用在混凝土和两侧钢板上时,在钢板与混凝土间设置连接件可提高构件的承载力,钢板与混凝土界面设置为合并重合结点时,构件承载能力最高。

双钢板-混凝土组合板爆炸后残余承载力试验研究

为探究双钢板-混凝土组合板(Steel-Concrete-Steel Composite Slab,简称SCS组合板)的抗爆后性能,进行了三块SCS组合板爆炸后的残余承载力测定试验。设计了一套可用于SCS组合板加载的试验装置,通过改变爆炸荷载大小及钢板填充物,探究二者对于SCS组合板残余承载力的影响;通过规范中提供的经验公式计算得出未经爆炸荷载的SCS组合板承载力,进而反映爆炸荷载对其承载力的作用。研究结果表明:对拉螺杆及栓钉可以较强地连接混凝土与钢板并防止滑移;超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)的抗剪性能和延性较普通混凝土更有优势;SCS组合板在受爆后仍能有较强的残余承载力。