钢管混凝土桁架连续墙在软土地区的应用与数值分析

以昆山市徽商大厦基坑支护工程为背景,结合现场实测数据,采用Midas/Civil V2019软件对基坑的实际施工过程各工况进行模拟,分析各个工况下钢管混凝土桁架连续墙这项新兴的支护技术在软土地区整体的变形及内部杆件的受力状态。通过数值分析,验证了在各个工况下,钢管混凝土桁架连续墙的水平位移在理论设计计算及有限元计算中与实测数据变化趋势及最大值基本吻合,且钢管混凝土桁架连续墙内部杆件应力值均在钢材强度设计值范围内。

新型剪力墙钢结构体系建筑产业化技术研究

以新型剪力墙钢结构体系作为考察方向,重点研究钢管混凝土束剪力墙、异形钢管混凝土墙柱和波纹钢板剪力墙3种结构形式,采用理论研究、模型试验、软件分析、技术集成和工程示范等相结合的技术手段,依据钢管混凝土束生产、采购等产品的后端技术数据分析,进行了标准化、模块化和集成化建筑设计探索,分别完成了关键结构构件承载性能、建筑外保温材料防火性能和围护系统连接方式的试验研究,提出了钢结构外围护、保温、防火相结合的成套做法,改进了钢结构剪力墙的制作设备和施工工法,开发了适应典型气候区域的新型剪力墙钢结构体系成套技术,创新地采用战略加盟和“互联网+线下体验”的模式,将相应的技术成果进行产业化推广。

钢筋混凝土墙预留洞施工工艺改进

钢筋混凝土墙预留洞一直存在预留洞洞内堵塞、位置不准现象,如何克服一直困扰施工单位,拟从模板上想办法,加长预留套管,有效地克服了这一难题。

排钢管钢板混凝土剪力墙转钢管混凝土剪力墙体系设计方法及应用

针对下层排钢管钢板混凝土剪力墙转成上层内置钢管混凝土(STCC)剪力墙结构体系,提出系统的截面转换设计方法。基于刚度等效原理进行上层STCC剪力墙设计,在初步设计截面基础上,使用穷举法以经济性为目标对上层STCC剪力墙截面进行优化。通过一超高层建筑实例采用本方法进行转换截面设计,利用ABAQUS建立该优化后的剪力墙有限元模型,进行承载力复核验证,结果满足承载力要求,且使造价相比优化前减少27%。该转换截面设计方法可为一般钢板混凝土剪力墙转内置型钢混凝土剪力墙的截面转换设计提供参考。

对穿螺栓多腔钢管混凝土抗震墙与钢梁刚接节点设计方法

研究了一种改进的钢管混凝土抗震墙与钢梁的刚性连接节点的设计方法,该节点由与抗震墙厚度等宽(与抗震墙齐平)的端板+与端板和钢管混凝土抗震墙壁板焊接的4块侧板构成,钢梁上下翼缘与端板全熔透焊接,腹板与端板采用高强螺栓连接。采用板件机构分析方法,分两种情况推导了端板在钢梁截面塑性弯矩作用下所需厚度的计算公式,一种是端板外伸高度足够,一种是端板外伸高度等于楼板厚度。同时计算公式中考虑了侧板本身塑性弯矩的影响。对“强节点、弱杆件”的验算提出了设计公式,该公式等效于将钢管端板刚接节点的节点系数增大1.2倍以考虑翼缘内纵向正应力不均匀分布的影响。最后对墙内的节点域抗剪强度验算给出了公式。

一字形钢管混凝土束墙的平面外稳定

钢管混凝土束墙是我国发明的一种新型抗侧力构件,它从矩形钢管开始,向一个方向焊接一个个冷弯宽翼缘卷边U形钢,形成一字形多腔钢管墙,并在现场浇筑混凝土,形成多腔钢管-混凝土组合墙。目前一字形钢管混凝土束墙的弯扭失稳公式直接引用了箱形柱的相应公式,尚缺乏深入的研究。为此对一字形钢管混凝土束墙截面压弯墙绕弱轴的弯扭屈曲承载力验算公式进行了理论研究,主要工作如下:(1)对一字形钢管混凝土束墙绕强轴和绕弱轴两个方向的单向压弯强度公式进行了推导,研究了束墙退化成夹层板时绕强轴和绕弱轴的轴力-弯矩相关公式,对钢管混凝土束墙的单向压弯强度公式进行了拟合;(2)对给定压力时双向弯矩作用下的塑性铰状态的双向弯矩相关关系进行了计算,提出了精度良好略偏安全的公式;将提出的公式进行改造,使之能够考虑双力矩的影响;(3)参照压弯杆平面内稳定验算公式的推导方法,利用已知的绕弱轴弯曲屈曲的柱子稳定系数公式,将初始弯曲和二阶弯矩代入绕弱轴的强度相关关系,反推获得了压杆绕弱轴弯曲屈曲的等效初始弯曲,该等效初始弯曲综合考虑了残余应力、初始弯曲和塑性开展过程带来的额外挠度增量;(4)对有初始弯曲和扭转压弯杆的弹性弯扭变形进行了二阶分析,在引入初始弯曲和初始扭转的特定关系后,得到了二阶效应放大后的弯曲、扭转、弯矩和双力矩的简单的解析表达式;(5)考察了钢管混凝土束墙纯弯时的弯扭屈曲承载力,发现即使弯曲失稳的长细比达到1.6,弯扭屈曲的长细比仍小于0.5,因此束墙的纯弯承载力可以达到塑性弯矩;(6)引入等效初始弯曲,采用平面内二阶分析获得的二阶弯矩,平面外二阶弯矩和二阶双力矩等,代入双向压弯强度计算式,得到压弯杆弯扭屈曲承载力的上限解。为了获得更为接近实际的承载力相关关系,对弹性分析得到的平面内二阶弯矩和平面外二阶弯矩以及双力矩进行弹塑性放大,得到了钢管混凝土束墙压弯时的弯扭屈曲计算公式,由此得出的一系列曲线表明:在长细比小时,曲线接近强度相关曲线,长细比增大时,相关曲线更高;当弯曲屈曲长细比不切实际地增大时(但弯扭屈曲长细比为2.5),曲线才接近弹性屈曲相关曲线。依据得到的公式,文中提出了简化程度不同的三组公式,可根据简单性偏好分别采用。