装配式建筑组合梁端预埋槽钢节点静力性能仿真研究

为分析装配式组合梁端预埋槽钢节点的静力性能,文中通过静力试验,模拟分析预埋槽钢节点的破坏模式、承载力、刚度及应变变化规律。结果表明,当槽钢厚度从100 mm增加至300 mm时,试件最大弯矩值提升201.9%,初始刚度提升92.9%;当槽钢预埋深度降低、箍筋间距降低、增设跨中空腔、槽钢无偏心距、槽钢厚度降低时,最大弯矩降低;当槽钢预埋深度增加、箍筋间距降低、无跨中空腔、槽钢存在偏心距、槽钢厚度增加时,试件初始刚度增加。装配式组合梁预埋槽钢节点刚度随着腹板厚度的降低而降低。

预制混凝土梁端预埋槽钢节点静力性能试验

预制混凝土梁端预埋槽钢节点是一种用于装配式耗能减震结构体系的新型节点.完成了12根两端预埋槽钢的预制混凝土梁静力承载力试验,考虑了槽钢预埋深度、梁端箍筋间距、梁跨中空腔和槽钢偏心等因素对节点承载力的影响.试验得到了槽钢撬出破坏和梁端部混凝土压碎两种破坏模式.试验结果表明,节点承载力随着槽钢预埋深度的增加而增加;梁端部箍筋间距加密能明显提高节点承载力和变形能力;梁跨中设置空腔对的节点承载力和变形能力影响较小;槽钢偏心对梁产生额外的扭矩,降低了节点的承载力和变形能力.建立了数值分析模型,将数值分析结果和试验结果进行了对比,二者吻合良好,验证了数值模型的有效性,为后续研究奠定了基础.

加槽钢作连接构件的空间半刚性梁柱节点有限元分析

基于半刚性梁柱弱轴端板连接一般将端板与柱的腹板连接或者将端板焊接于柱的2个翼缘间,端板与柱腹板连接对柱的腹板有削弱作用,端板焊接在柱的2个翼缘之间会因为柱翼缘板厚的限制而不易施焊,因此,提出一种既容易焊接,又对柱的腹板没有削弱作用的连接:加槽钢作连接构件的半刚性弱轴端板连接。运用用有限元软件ABAQUS建立强轴弱轴共存的空间半刚性梁柱端板连接节点的非线性有限元模型,采用合理的材料本构关系,在试验验证的基础上,分析了强、弱轴在5种荷载工况作用下的转动特性,以模拟实际工程中角柱、边柱和中柱上强、弱轴节点的实际受力状态。研究结果表明:加槽钢作连接构件的弱轴端板连接避免了对柱腰板的削弱,具有良好的变形能力,属于典型的半刚性连接;强弱轴同时加载时节点的承载力基本一致,但节点的初始刚度有较大区别;本文提出的结点构造可为实际工程提供参考。

预制L形柱框架节点抗震性能试验

对6个分别为现浇、分散预埋槽钢、集中预埋槽钢的L形柱框架节点进行低周反复荷载试验,得到几种制作形式不同的L形柱框架节点的破坏形态。对比分析现浇和预制的L形柱框架节点的滞回特性、耗能、承载力和延性。试验结果表明:预制L形柱框架节点与现浇L形柱框架节点的破坏形态基本相同,并均属于"强柱弱梁"型破坏;预制L形柱框架节点和现浇L形柱框架节点的抗震性能也基本相同,能够满足抗震规范的要求和工程的需要。

雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程填方明渠不停水段钢板桩缝处理

雷州青年运河续建配套与节水改造工程主河前段(0+850~32+800)和东海河前段(0+000~31+000)渠道以填方为主,工程开工后,由于运河承担为湛江市区供水的功能,该段渠道无法停水施工,采用钢板桩围堰分期实施。该文介绍了填方明渠不停水段钢板桩缝的处理方案,有效解决钢板桩缝遗留问题,确保明渠全断面衬砌,可供类似工程借鉴。

预制混凝土梁端预埋槽钢节点承载性能数值研究

近年来装配式建筑在我国得到了大力推广,其应用越来越广泛。针对预制混凝土梁和型钢混凝土柱的装配式结构体系,提出了一种新型节点:在预制混凝土梁的端部预埋一定长度槽钢,然后通过高强度螺栓与型钢混凝土柱连接。采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,研究了槽钢预埋长度、预埋偏心、端部加密箍筋和梁跨中空腔等因素对节点承载力的影响。数值分析结果表明,槽钢预埋长度在100~300mm范围内对承载力影响不是很明显;端部箍筋加密能提高节点的承载力;当槽钢形心轴偏离梁截面形心轴时,因梁受到额外扭转作用而导致承载力下降;梁跨中空腔有利于减小构件自重,但对节点的承载力影响不大。

K型间隙矩形管槽钢加强节点有限元分析

矩形桁架节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲与撕裂,采用槽钢对方钢管K型间隙相贯节点进行加强。采用ABAQUS有限元软件建立了21个有限元模型,对比了加槽钢与未加槽钢模型的计算结果,同时考察了支、主管宽度比,槽钢加强厚度与主管的厚度比,槽钢外延长度对节点承载能力的影响。有限元数值分析结果表明:选择适当尺寸的槽钢加强能够有效地控制主管区域内主管表面塑性失效以及主管侧面的压坏和局部屈曲的发生,同时增强节点的刚度与承载力。

槽钢加强钢梁腹板开圆孔梁柱节点滞回性能数值模拟分析

为解决钢梁腹板开圆孔型节点开孔处抗震承载力不足、受力变形过大等问题,提出了在钢梁腹板孔洞区域设置开孔槽钢的加强方法,并以槽钢弧形削弱位置rl、削弱深度c、槽钢厚度t、槽钢材性m为主要参数,设计了15个节点模型。运用有限元软件ANSYS模拟分析了循环荷载作用下各模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化情况及耗能能力。结果表明:在梁腹板开孔处设置槽钢后,节点的极限承载能力、初始刚度、耗能能力较未加强节点均大幅度提升;槽钢上下翼缘及腹板进行适当弧形削弱的节点较未削弱或削弱不当的节点,其后期刚度退化速率较小,滞回曲线更加饱满,总能量耗散系数最大;槽钢削弱位置rl和削弱深度c相同的节点的承载力、初始刚度、耗能性能均随着槽钢厚度t的增加而增加;槽钢的强度等级高于钢梁强度时,节点在峰值位移阶段的耗能能力显著降低。

装配式方钢管柱-H型钢梁插入式节点力学性能研究

设计了一种新型方钢管柱-H型钢梁插入式节点,此节点焊接部分在工厂完成,保证焊缝质量,现场施工采用螺栓进行连接。首先对该新型节点基本试件具体尺寸进行了设计,利用有限元软件ABAQUS对节点进行单向静力加载和滞回加载,计算结果表明:节点在静力加载条件下,槽形钢长度和板厚度对节点极限承载力影响较大,螺栓孔过大会导致荷载-位移曲线出现平滑段,扩大柱壁宽度会缩小柱屈服面,扩大螺栓预紧力明显减小了节点屈服位移,增加节点轴压比将会扩大柱壁屈服面,增加摩擦系数可使梁塑性区外移;节点在滞回加载条件下抗震性能良好,符合设计要求,节点破坏模式基本为梁上翼缘和焊接钢板屈曲变形,形成塑性铰。

浅水位斜坡道明槽冻结法施工技术研究与应用

为了保证静水位浅、地下水流速高地层中斜坡道明槽工程的安全高效施工,基于二维有限元模型计算和受力分析,提出了U型冻结壁与钢板桩联合支护的综合防护技术,对开挖段采用冻结法治水,对冻结深基坑设计钢板桩内支撑,并通过对钢板桩的拉锚、横撑以及对冻结壁土钉墙加固、保温等措施,结果表明该技术避免了地下水对施工的影响,保证了开挖后两侧冻结壁的稳定性,有效预防了冻结壁强度不足造成倾覆的风险。

装配式建筑组合梁端预埋槽钢节点静力性能仿真分析

本文主要研究装配式建筑组合梁端预埋槽钢节点承载力的影响因素,分别对不同装配式建筑组合梁跨中空腔、梁端箍筋间距与槽钢偏心等因素进行探究,设计装配式建筑组合梁端预埋槽钢节点静力性能仿真分析试验。试验结果表明,装配式建筑组合梁端预埋槽钢深度越深,预埋槽钢节点承载力越大,极限变形能力越好;槽钢厚度越厚,槽钢节点的刚度越大;梁端箍筋间距越小,预埋槽钢节点极限承载力与变形能力越好;热轧槽钢节点的极限变形最大。

高温再热器异种钢焊接接头失效分析

针对华能汕头电厂2号炉高温再热器TP304H-钢102接头断裂失效的情况,进行了化学成份分析、金相检验、扫描电镜观察,发现该焊接接头存在未熔合、夹渣等缺陷,在钢102侧还出现了氧化物沟槽。分析认为此次焊接接头失效的主要原因是由于接头本身存在的焊接缺陷促使了氧化物沟槽的形成,在各种复杂应力的综合作用下,导致了焊接接头的提前失效。

新型装配式槽钢连接节点有限元分析

针对焊接节点易出现脆性破坏的问题,提出一种钢管混凝土柱-H型钢梁槽钢连接节点。对6个试件进行Abaqus有限元分析,模拟分析节点在低周反复荷载下的抗震性能。结果表明,轴压比增大会增强节点的耗能能力,轴压比为0.4时节点的耗能能力最好;翼缘连接板厚度增加会增加节点的承载力和耗能能力,最优的翼缘连接板厚度为10 mm。

地震断裂带大断面特殊变形缝施工技术

随着我国地铁建设的蓬勃发展,越来越多的隧道不可避免要穿越地震断裂带,设计多采取在断层影响段,结构设防范围内二衬设置特殊变形缝,以满足断层错动的需要,尽量减小断层错动产生的破坏程度。本文以新疆乌鲁木齐市地铁1号线10标段工程为背景,在考虑断裂带特殊变形缝施工时的步序繁多、隧道中施工作业空间有限等特点,安装槽钢单元形成可调节轮廓的内撑结构、研制槽钢单元形成可调节轮廓的内撑结构和异型模板及支撑体系,实现了特殊变形缝两侧混凝土结构一次浇筑完成,将以上技术应运用穿越地震断裂带隧道施工中可解决特殊变形缝施工难点缩减施工周期提高施工质量,加快施工进度、保证施工质量,可以为今后相类似的工程积累经验。

型钢类型对型钢柱-梁节点受力性能的影响

针对型钢高强混凝土剪力墙型钢柱-梁节点中梁钢筋难以锚入剪力墙的问题,提出了配双槽钢和格构柱这2种优化方案来代替原设计中的H型钢方案。建立Abaqus有限元模型,对比了3种方案的SRC剪力墙在相同荷载作用下的受力情况,同时对比并分析了优化方案的可行性。结果表明:相同荷载条件下,优化方案中双槽钢方案的型钢最大应力较小,受力性能更好,虽然略差于原设计方案中的H型钢,但是其最大应力小于钢骨的屈服应力,且双槽钢方案可以在1个方向上自由锚入梁钢筋,因此双槽钢方案是解决型钢柱-梁节点施工难题的首选方案。

一种耗能-承载型钢梁柱节点抗震性能研究

文中提出一种耗能连接件可更换的带"保险丝装置"的耗能-承载型钢梁柱节点,利用有限元模拟的方法对带"保险丝装置"的梁柱节点的抗震性能进行分析研究,分析了钢材强度、"保险丝装置"的连接类型、高强槽钢连接件等对节点的破坏形式、滞回能力、延性的影响。研究结果表明,高强槽钢连接件能够大幅提高构件的弹性变形能力;文中改进的"保险丝装置"控制破坏位置的能力、延性和耗能能力相较于传统型"保险丝装置"得到提高,但极限承载能力略有降低。耗能-承载型节点转角位移延性系数μ=6.17~7.16,弹性位移转角φ_y=0.0074~0.0094,弹塑性位移角φ_u=0.053~0.058,表明节点具有良好的抗震性能。改进型梁柱节点能够实现"保险丝装置"-承载槽钢-主体框架的依次破坏。

半刚性冷弯槽型钢框架抗震性能研究

为研究半刚性冷弯槽型钢框架的抗震性能,采用拟静力的方法进行低周往复加载试验,分析高强螺栓连接的半刚性冷弯槽型钢框架在低周循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化规律等。并采用ABAQUS软件进行数值计算,与试验数据进行对比分析,同时考察轴压比对于构件滞回性能的影响。结果表明,轴压比为0.1至0.3时,半刚性钢框架的滞回性能较好,其顶底角钢、腹板角钢、柱脚、梁端先后发生屈服,最后因侧移过大导致柱脚发生撕裂而产生失稳破坏。半刚性节点降低抗侧移刚度的同时,使框架梁和框架柱具有较好的延性和耗能能力,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能。有限元分析结果与试验结果吻合良好,可为钢结构抗震设计提供一定理论依据。

设置隅撑的钢管混凝土柱-钢梁槽钢节点受力性能研究

针对常规钢管混凝土柱-钢梁节点核心区混凝土常发生斜压破坏引起钢管柱损坏的问题,研究了在梁柱结合部位设置槽钢过渡段的节点形式,考虑到该类节点刚度与承载力有限,在钢管柱与钢梁间设置隅撑并进行相关研究。通过对5个钢管柱-钢梁槽钢节点、两个钢管混凝土柱-钢梁槽钢节点与一个设置隅撑的钢管混凝土柱-钢梁槽钢节点的试验与有限元模拟,分析了该类节点的受力性能与破坏形态。结果表明:节点失效时,钢管柱钢梁节点柱壁与槽钢腹板均发生较大变形,钢管混凝土柱钢梁节点破坏则主要发生在槽钢腹板上,槽钢腹板厚度对节点承载力影响明显;槽钢节点具有较好的转动能力与承载力,为半刚性节点;设置隅撑后,破坏主要发生在隅撑上,结构刚度显著提高,降低了节点处的受力,槽钢翼缘所受剪力减小;通过对所设置隅撑进行局部削弱处理,可以实现预选塑性区,控制结构破坏顺序,保护梁柱结合部位并简化节点设计。

方钢管柱-H形钢梁槽钢节点受力性能研究

为研究方钢管柱-H形钢梁槽钢节点的静力性能,对5个节点试件进行了单调加载静力试验。试件为边柱节点,试件参数为槽钢类型、槽钢尺寸以及管内加劲肋。详细考察试验全过程和试件破坏形态,分析节点的转动刚度、承载能力、应力-应变关系等。采用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析,将有限元得到的M-θ曲线与试验结果进行对比。研究结果表明:试件破坏时,破坏主要发生在槽钢上,主要表现为螺栓孔撕裂、槽钢受拉侧腹板鼓曲、受压侧翼缘屈曲;槽钢翼缘与钢管柱壁刚度比较小时,槽钢翼缘会出现明显鼓曲;槽钢翼缘与钢管柱壁刚度比较大时,钢管壁受压区会出现较明显局部屈曲,槽钢腹板越厚,节点承载力越高;槽钢节点有较好的变形能力与抗弯承载能力,为半刚性节点。

槽钢加强T形圆钢管节点的轴向承载性能研究

钢管结构目前在工程上应用十分广泛,T形圆钢管节点在通过支管传递轴向压力时,常常因为节点处应力集中,发生较大变形而破坏。为提高节点承载力,采用槽钢连接的方法来加强节点并对此进行了研究。首先利用ABAQUS有限元软件模拟了3组共6个T形未加强和外加劲肋加强节点的轴向承载力试验,有限元模拟结果与试验结果吻合,验证了有限元方法的可靠性。再利用ABAQUS软件对槽钢连接节点的轴向承载力进行研究,基于不同支管与主管外径比的3组模拟,分析不同槽钢型号以及同一型号槽钢的不同长度对节点承载性能以及变形情况的影响。有限元模拟结果表明,通过槽钢连接的加强节点比未加强节点的承载力最少提高130%,最多提高252%,并且改善了主管变形情况。即:随着槽钢型号增大,槽钢节点承载能力先增加后降低,当支管与主管外径比β为0.25时,承载力提升由130%增大到252%,后又降低到196%;β为0.5时,承载力提升由133%增大到203%,后又降低到170%。随着槽钢型号增大,破坏形式也均由主管变形转变为槽钢下陷为主;当β为0.5、选用[22b槽钢时,随着槽钢长度增大,极限承载力的提高由212%逐渐降低到142%。