箱型钢柱与多排混凝土梁纵筋连接技术研究

结合实际工程案例,通过研究多排混凝土梁纵筋与箱型钢柱连接技术原理和施工工艺,设计了一种新型的箱型钢柱与多排混凝土梁纵筋相连的连接板结构,其对工程质量和加快施工进度、节约施工成本等方面都具有重要意义,通过研究以期为类似工程提供参考。

考虑动力效应的箱型截面钢柱火灾下屈曲温度与临界温度研究

通过参数分析研究考虑动力效应的箱型截面钢柱火灾下的屈曲温度与临界温度。考虑转动约束刚度比、轴向约束刚度比、荷载比,建立约束钢柱有限元模型,并采用文献中的试验进行验证。研究结果表明,约束钢柱静力分析和显式动力分析的屈曲温度几乎一致,而由静力分析得到的临界温度略小于由显式动力分析得到的临界温度,差别在30℃以内。随着转动约束刚度比的增大,屈曲温度与临界温度均上升,并且转动约束刚度比对临界温度的影响更大。随着轴向约束刚度比和荷载比的增大,约束钢柱的屈曲温度和临界温度均出现明显下降。基于参数分析的结果,在已有文献中关于钢柱屈曲温度和临界温度计算公式的基础上,提出新的屈曲温度和临界温度计算公式,提出的计算公式预测结果与本文有限元模拟结果吻合较好,利用试验数据对提出的屈曲温度和临界温度计算公式的有效性做进一步的验证,对比结果表明提出的计算公式可以很好地预测钢柱的屈曲温度和临界温度。

钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、钢柱与钢筋混凝土梁连接节点研究现状综述

钢-混凝土组合结构兼具钢筋混凝土结构与钢结构的共同优点,具有承载力高、刚度大、延性和抗震性能好及节约材料等优点,符合土木工程的发展方向。处于复杂受力状态下的梁-柱节点区域是建筑结构中需要特别关注的部位,既是整体结构安全性和可靠性的重要基础,又是建筑结构抗震设计中的薄弱环节,因此节点部位的设计至关重要。在综合介绍钢管混凝土柱、型钢混凝土柱及钢柱与钢筋混凝土梁的连接节点研究背景的基础上,分析了上述节点连接的构造形式及受力性能等方面的研究现状,指出了该类节点连接方式及受力性能方面有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及该类节点连接的设计提供参考。

随机锈蚀H型钢柱偏压承载力分析

为了揭示随机锈蚀对H型钢柱在偏压作用下极限承载能力的影响,采用随机有限元方法对随机点蚀钢柱的抗弯承载力的变化规律进行了研究,考虑了轴压比、几何参数以及锈蚀深度对H型钢柱抗弯承载力折减系数的影响;得到了不同几何尺寸下H型钢柱的适用性,揭示了折减系数随锈蚀深度的变化规律,提出了用于预测抗弯承载力折减系数的理论计算公式。结果表明,所提出的理论公式可以准确预测随机点蚀H型钢柱的抗弯承载力,可为评估既有H型钢柱的极限承载力提供理论基础。

双向外倾斜变截面“孔雀羽毛”状幕墙钢柱在昆明南站的施工技术研究

昆明南站高铁站房工程西侧外立面整体造型为“孔雀羽毛”状,结构形式为大型双向倾斜变截面钢结构。结合现场实际情况采用既有楼板双机抬吊施工方案,为保障安装过程中安全、精确、有序,通过计算起重吊装回转半径、异型结构吊耳位置及钢结构临时支撑体系相对位置,使其更科学、合理。通过变形观测、焊接变形及挠度变形控制,提高了钢结构施工精度。通过工程实际施工效果的检验,为今后类似工程提供了可参考实例。

CFRP加固T形钢柱承载力数值模拟

主要研究CFRP加固T形截面钢柱在轴压作用下的极限承载力。通过有限元软件ABAQUS建立分析计算模型,考虑初始缺陷以及残余应力的影响对4种不同长细比(λ=30、λ=35、λ=40、λ=45)以及不同加固层数(W=0、1、2)的T形截面普强钢柱的极限承载力进行计算,并结合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)和英国钢结构加固设计规范的计算结果进行比较。研究发现,CFRP可有效加固T形截面钢柱,且规范计算所得的CFRP加固钢柱的极限承载力较为保守。

基于大跨度门式刚架的外露式钢柱柱脚施工技术

以东风本田联合厂房项目的门式刚架为例,对外露式钢柱柱脚的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过增加一套用于对地脚螺栓进行定位的定位机构,解决了现有技术中地脚螺栓定位不准确的问题。进一步介绍了外露式钢柱柱脚的新技术包括柱脚底板、地脚螺栓、抗剪键、定位机构、灌浆料、混凝土基础等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度门式刚架的外露式钢柱柱脚施工安装提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

一种海洋平台支撑钢柱附着物清洁装置设计与研究

【目的】海洋平台支撑钢柱因长期遭受海洋波浪造成大量海洋废弃物附着于其表面而导致钢柱表面生锈、腐蚀,目前采用的高压清洗水射流方法存在清洗效果差、周期长、费用高、不环保、劳动强度大等弊端。【方法】设计了一种由水上固定装置、水下间歇蠕动避障装置、空化射流清洗装置以及牵引运动装置等模块组合而成的海洋平台支撑钢柱附着物清洁装置,探讨了该装置的设计方案和工作技术路线;同时从微观层面阐述了空化射流清洗除垢原理,并分析了水上固定装置、蠕动避障装置以及空化射流清洗装置的结构设计。【结果】仿真结果表明,该设计方案和工作原理具备科学性、逻辑性和可验证性,且该装置结构简单、组装(拆解、维修、运输)方便、自动化程度较高、工作可靠性强,可实现在不破坏钢柱底层清漆和防垢、防腐涂层以及有效避开钢柱表面电极防腐块的前提下对其表面附着物进行自动化检测、有效清洁。【结论】本研究对保障海洋平台的安全性、提高运行效率、降低维护成本以及做好海洋环保工作等方面起到了积极的促进作用,同时对桥梁桥墩清洗装置的设计研发具有一定的借鉴意义。

基于大跨度钢结构厂房的H形截面钢柱拼接施工技术

以某项目的大跨度钢结构厂房石墨化车间为例,对H形截面钢柱拼接的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过设置可拆卸的钢柱翼缘连接机构对H形截面钢柱拼接进行临时固定,解决了现有技术中钢柱拼接施工不便、经济性差的问题。进一步介绍了H形截面钢柱翼缘连接机构的新技术包括上连接角钢、下连接角钢、连接钢板等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度钢结构厂房的H形截面钢柱拼接提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

钢柱吊装对接校正的施工技术

为了提高钢结构施工现场安装的效率,本文通过介绍钢柱在对接时利用所设计的对接耳板完成安装工作,分析了此对接耳板对于上下节钢柱安装的优点、受力验算、质量检查、使用步骤及操作要点。提出了在类似多高层钢结构钢柱安装中使用此类对接耳板的观点。最终得出结论:利用所设计的对接耳板完成吊装对接并有利于后续的校正工作,达到吊装、对接与校正的三重效果,不仅能够提高钢柱安装的效率,减少对施工机械的占用时间降低安装成本,同时也能够保证施工质量和安全。

钢结构工程砼梁筋与钢柱连接节点施工

本文以昭通高速凤凰广场项目为例,采用砼梁筋与钢柱连接节点施工工艺,对该施工过程中的重点和难点进行了分析,并指出了砼梁筋与钢柱连接节点施工过程中可能出现的质量问题,提出相应解决措施,提高了结构性能、施工效率和经济成本。

后浇带可调式钢柱独立支撑体系优化

由工程实践可知,采用可调式钢柱独立支撑的方式对地下室后浇带进行支撑,能够保证场地美观整洁,确保各项工序可连续穿插,便于现场管理,节约施工工期;对独立钢柱支撑进行承载力验算可知,轴心受压构件的稳定性满足安全要求,钢柱底部压力最大截面的轴心受压强度满足要求,体现了其结构的安全可靠性;与传统钢管扣件支模体系经济效益对比分析可知,每平方米后浇带支模使用的材料费大幅减少,体现了其经济性。因此,后浇带可调节式钢柱独立支撑体系可推广使用。

上盖开发混合结构钢柱-钢筋混凝土柱连接节点研究

车辆段上盖开发中利用上钢下混凝土混合结构可有效减小结构自重从而减小结构地震作用,使结构更加经济合理。但此种结构的连接节点尚无成熟的规范图集供参考,尚待研究后方可应用于实际工程。本文对北京地铁张家湾车辆段上钢下混凝土混合结构的钢柱与钢筋混凝土柱的连接节点进行了研究,并对其在正常使用工况和地震工况的受力性能进行了数值模拟。通过分析表明本文所研究的钢柱与钢筋混凝土柱连接节点受力合理、性能可靠。可为类似结构的此类节点设计提供参考。

内部爆炸作用下20钢柱壳的变形及相变

研究冲击波作用下金属微观组织变化对于理解柱壳结构在高应变率下的变形及破坏极为重要。实验通过对20钢金属柱壳在内部爆炸载荷作用下的爆炸回收碎片截面进行微观分析,探讨冲击波作用下材料的组织演化、相变特征,同时使用有限元方法对柱壳膨胀断裂过程中的热力学特征进行分析。研究发现:20钢柱壳近内表面满足α→ε相变热力学条件的有限深度区域内,α晶粒内可见明显的平行滑移线分布特征;电子背散射衍射揭示了平行滑移线区域内组织碎化,且存在{112}<111>和{332}<113>两种孪晶,同时平行滑移线的碎化组织区域中存在密排六方晶格(HCP)的ε相结构,而试样原始组织及爆炸后除试样壁厚内部(0~3.0 mm)区域外均未见ε相结构残留。分析认为:冲击过程中发生了α→ε相变;相变引发的材料性能改变将可能影响断裂破坏过程;考虑冲击波作用下金属材料动态相变对结构变形与破坏的影响,对这类柱壳变形及破坏的精密物理模拟具有重要意义,有必要开展进一步研究。

考虑来流的局部火灾场景钢柱传热模拟研究

采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,对局部火灾场景中临近火盆的钢柱展开分析,并考虑水平来流的影响。为验证该文数值模拟方法的正确性,以顶棚射流模型为案例,首先进行了在无风情况下的火灾分析,通过与试验数据的比对验证了数值模型的正确性。在临近火盆的钢柱传热研究中,发现在来流影响下火焰发生明显的倾斜,当来流的速度大于临界值时,火羽流从侧壁面环绕钢柱,形成火羽绕柱场景,从而导致流体场的热学特征以及钢柱壁面的受热情况发生显著变化。该文进行了气体温度场、速度场、钢柱壁面温度以及对流换热系数分布规律的探讨。

超高层核心筒液压爬模辅助钢柱支撑施工技术研究

随着高层以及超高层建筑的不断增加,液压爬模体系也被逐渐运用于核心筒的施工中。以武汉精武路项目T5塔楼为例,由于结构设计的特殊性及爬模附墙机位间距的规定,附墙机位不能全部附在墙上,部分位于洞口及梁上。针对附墙机位无法正常附着的问题,创新性地采用辅助钢柱支撑施工技术。该技术的成功应用,在保证爬模架体稳定性的前提上,既提高了现场施工效率,又节约了施工成本。

部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱轴压试验

为研究部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的轴压性能,以混凝土强度及系杆间距为参数,对1根六边形孔蜂窝钢柱及5根部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱进行了轴压试验.结果表明:相较于未加固的六边形孔蜂窝钢柱,混凝土部分外包加固能有效提升六边形孔蜂窝钢柱的承载能力及耗能性能.对于部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱而言,随着混凝土强度的上升,其承载能力和延性会逐渐提高,且能有效约束六边形孔洞周边的变形和焊缝撕裂问题.随着系杆间距的减小,柱体承载能力逐渐变大,但其延性和耗能会降低.轴压状态下,部分外包混凝土加固六边形孔蜂窝钢柱的孔洞应力基本呈对称分布,孔洞周边最大应力多分布于六边形孔棱角处.

倾斜钢柱万向关节轴承设计分析及施工技术

传统的建筑结构钢柱与屋面钢结构的连接通常为刚性连接或者螺栓铰接,不仅影响建筑结构的美观性,而且在应对风荷载及地震作用等动荷载的情况时,其受力及变形较大。因此,万向关节轴承也逐渐应用于各种体育场馆等民用建筑结构的设计中。在考虑结构自重、风荷载及地震作用等各种作用下的力学性能的变化,采用Abaqus计算软件对万向关节轴承的拉载及压载进行拉载及压载模拟分析,其结果满足设计及相关规范要求。同时研发一种含关节轴承的斜钢柱安装装置,提高安装的精度及效率。

球体钢结构工程倾斜箱型钢柱高抛自密实混凝土施工技术分析

文中结合实际案例,对多隔板箱型中灌注混凝土的方式、材料配比、施工工艺及质量检测等内容进行分析,系统地阐述了高抛自密实混凝土施工技术应用要点,突破技术壁垒,以期为相关技术人员提供参考。

单斜无横缀条格构式钢柱抗震性能的影响研究

本文对单斜无横缀条格构式钢柱进行了有限元分析,建立了45°两面侧焊单斜无横缀条格构柱模型,并考虑了节点刚度以及缀条角度的变化,分析了不同轴压比下低周往复荷载对模型抗震性能的影响。通过分析表明,单斜无横缀条格构式钢柱的耗能能力较好,具有良好的抗震性能;节点处三面围焊比两面侧焊的承载力高,抗震性能好;缀条与分肢夹角45°比60°抗震性能好。