轴压FRP-混凝土-钢混合双管短柱数值模拟研究

为探讨FRP-混凝土-钢混合双管短柱的受压性能和约束机理,采用非线性有限元分析程序ANSYS,选取不同单元类型模拟不同制作方式的FRP管。假定混凝土达到抗压强度后强度不变,对轴压下FRP-混凝土-钢混合双管短柱受力过程进行了数值模拟。分析表明,数值计算结果与试验结果吻合良好,数值分析得出FRP-混凝土-钢混合双管短柱有三种破坏类型,并给出破坏指数计算式,FRP管和钢管对混凝土的约束作用受FRP管是否承受轴向应力影响,通过定义双管约束特征值,得到与其受约束混凝土极限强度和极限压应变的关系。

独塔双索面连续钢-混凝土混合梁斜拉桥施工监控分析

桥梁施工监控主要是通过测量施工过程中桥梁主要控制截面应力、变形、拉索索力等参数,将测试结果与结构分析计算数据进行比较分析,从而控制桥梁施工,保障桥梁安全.本文通过论述施工监控的主要内容及方法,并结合工程实际对某独塔双索面连续钢-混凝土混合梁斜拉桥进行施工监控分析.通过现场施工控制,该桥施工质量控制良好,线形平顺,主塔偏位、成桥索力、主梁应力均与理论计算结果保持一致.分析结构为此类钢-混凝土混合梁斜拉桥施工监控提供参考依据.

陆上风电机组钢-混凝土混合塔架安装技术与质量控制

塔架作为风电机组的关键部分,其安装技术与质量控制直接影响到风电机组的稳定性和寿命。钢-混凝土混合塔架因其结构强度高、稳定性好、寿命长等优点,成为当前风电机组塔架的主流设计。以我国东北地区某风电场建设为例,针对陆上风电机组钢-混凝土混合塔架安装中重点关注的混凝土构件预制及运输、塔筒安装、预应力工程三方面内容,详细介绍了其施工步骤、关键技术、质量控制要点以及常见问题的解决方案。

考虑P-Δ效应的钢-混凝土混合塔筒动力响应分析

为了提高风电机组钢-混凝土混合塔筒动力响应的分析效率,将风电机组钢-混凝土混合塔筒视为自由端有集中质量的欧拉-伯努利悬臂梁,提出了动力响应的高效分析方法.该方法考虑了重力二阶效应(P-Δ效应)对整体结构的动力响应,以及钢材与混凝土对结构整体阻尼比的影响.通过与基于ABAQUS的有限元模拟结果进行对比,验证了所提出分析方法的有效性,并研究了P-Δ效应对整体动力响应的影响程度.对比结果表明:与忽略P-Δ效应相比,考虑P-Δ效应时理论分析结果更接近于有限元分析结果;理论分析结果与有限元分析结果关于位移、速度和加速度均方根的最大相对误差分别为3.09%、3.81%、4.63%.这表明所建立的风电机组钢-混凝土混合塔筒动力响应分析模型具有与有限元分析相当的计算精度.

FRP-混凝土-钢双壁空心柱的抗爆性能分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱,由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)进行建模,并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型,对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明,FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土;爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降;通过增加FRP管、钢管厚度,以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能,其中前两项的影响更为显著。

装配式钢-混凝土混合结构体系防火防腐防水系统施工技术研究

文中探讨了装配式钢混混凝土结构系统的防火、防腐、防水系统的建设工艺,提出了通过大型有限元分析软件建模的优化设计方法和实际工程项目的受力性能分析。测试研究包括针对结构安全性和功能性进行优化研究的破坏分析和外围护系统性能测试的设计试件。

FRP-自密实混凝土-钢双壁空心组合柱轴压力学性能分析

本文所研究的组合柱,可以使三种材料优势相融合,力学性能良好,有利于加快施工速度,并保证混凝土在构件各位置分布均匀,但存在一定的不足,具体表现为力学性能不稳定,各材料之间容易出现孔隙。本文将针对该组合结构力学性能进行分析,通过试验与试件设计、材性试验、试件制作、观察试验现象、分析试验结果,明确结构稳定性变化规律,希望为相关行业提供参考。

混凝土-钢结构混合式风电塔架转接段制作工艺探索与实践

主要探讨混凝土-钢结构混合式风电塔架转接段制作过程中的关键环节,采用精确切割技术、焊缝温度控制以及精细化法兰组合操作等手段,对塔架整体制造工艺的科学性和可行性进行全面考究,并提出一套具有显著成效的制作方法。

超高层办公楼钢-混凝土混合结构施工节点管理

为解决超高层建筑主体结构不稳定问题,提升建筑结构稳定度,满足使用需要,本文将借助实际分析法,以厦门现代服务业基地(丙洲片区)统建区1-7地块二期工程为例,介绍钢-混凝土混合结构施工要点,分析结构施工管理重难点问题,从施工全生命周期管理实践出发,提出针对性施工节点管理措施,得出最终结论,在施工前,应进行施工方案优化管理,施工组织协调配合管理。施工推进环节,进行钢结构加工制作管理,钢结构安装管理。照此措施施工后,成品保护管理的融入下,施工效率、施工质量提升,各个细节施工阶段,均未出现常规质量通病问题,可为同类建筑工程更高效地实现结构施工提供技术指导。

高层建筑钢-混凝土混合结构的创新及应用

随着城市的建设,高层逐渐在城市中的建设数量和规模越来越大,对于高层建筑来说,需要设计出稳定安全的建筑结构,以此确保高层建筑的使用安全性。目前在高层建筑中,钢-混凝土混合结构的应用较为常见,为达到社会发展的需求,则需要加强对建筑钢-混凝土混合结构的创新和认识。本文阐述了钢-混凝土混合结构的概念及特征,对钢-混凝土混合结构设计的创新以及实际应用进行重点探讨。

FRP-混凝土-钢双壁空心管柱抗震性能试验

为研究FRP-混凝土-钢双壁空心管柱的抗震性能,完成了9根双壁空心管柱试件和4根混凝土-钢空心管柱对比试件在定轴力和往复水平力作用下的试验。双壁空心管柱试件有3种破坏形态:内层钢管受拉屈服,混凝土压坏;内层钢管未受拉屈服,混凝土压坏或塑性铰区FRP管出现多条树脂受压剪切裂缝;塑性铰区FRP管压屈。试验过程中,发现:增大纤维特征值,试件的变形能力增大;加大轴压比,承载能力有所提高,但变形能力下降;空心率为0.6和0.74时,其承载能力和变形能力分别相差不大;FRP管的纤维缠绕角度为80°时,轴压力加载方式对试件承载能力和变形能力的影响不大;纤维缠绕角度为60°时,轴压力加载方式对试件的承载能力影响不大,但对变形能力有所影响。结果表明,由于FRP的约束作用,双壁空心管柱试件的承载能力大于混凝土-钢空心管柱试件,变形能力和耗能能力显著大于对比试件。

FRP-混凝土-钢双壁空心管轴压短柱力学性能分析

应用薄壁圆筒的双剪统一强度理论极限解,考虑材料中间主应力的影响和内圆钢管的薄壁效应,提出了FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱轴压承载力计算公式.借助非线性有限元分析软件ANSYS,建立了组合柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型,得到了各构件极限承载力及应力-应变关系全过程曲线,并将有限元结果与理论公式计算结果、文献试验结果进行对比验证,吻合较好;在此基础上讨论了荷载对构件纵向应力分布的影响以及钢管厚径比、混凝土强度等对构件承载力的影响规律.

鄂东大桥混合梁钢-混凝土结合部研究与设计

为了解决混合梁斜拉桥钢-混凝土结合部结构构造不合理产生的混凝土开裂、钢板与混凝土剥离、结构性能差、耐久性不足等问题,改善钢-混凝土结合部的结构性能,提高其耐久性,确保大桥整体设计使用寿命,针对世界第二混合梁斜拉桥——主跨926 m的鄂东长江公路大桥,以理论分析、数值计算和模型试验为手段,研究了混合梁斜拉桥主梁钢-混凝土结合部的合理位置确定、结构形式选择以及细部构造等。结合部位置应从受力合理、施工方便和造价经济3个方面综合确定。部分断面连接承压传剪式"钢格室+开孔板连接件"的结构构造传力平顺、刚度过渡平稳、构造合理,是混合梁结合部的合理结构形式。

FRP-混凝土-钢双壁空心管长柱轴心受压试验

为研究FRP-混凝土-钢双壁空心管长柱的轴心受压性能,完成了3根长细比分别为16.8、16.9和33.7的试件试验。试件为失稳破坏。试验结果表明,长细比增大,承载能力和变形能力下降。通过分析本文和有关文献的试验结果,提出了考虑长细比影响的双壁空心管长柱轴心受压承载力计算公式,计算结果与试验结果符合较好。

钢框架-混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究

钢框架钢筋混凝土筒体结构在高烈度区的抗震性能和地震剪力在钢框架和混凝土筒体之间的分配比例是这种体系抗震性能研究的重点。模型的振动台试验表明,该结构体系的破坏集中于混凝土筒体,钢框架没有出现明显的破坏现象,结构整体的延性较好;而混凝土筒体结构承担了绝大部分的地震剪力。建议在混凝土筒体内预埋尺寸较小的构造用钢柱、钢梁,以改善筒体延性。

钢-混凝土预制混合梁受弯性能试验研究

为研究两端固支边界条件下钢-混凝土预制混合梁(简称预制混合梁)的受弯性能,以钢梁长度、受弯承载力比和线刚度比为主要参数,进行了4个预制混合梁和1个普通预制混凝土梁试件的静力加载试验,研究了各试件的破坏模式、承载力、刚度、延性、挠度曲线和应变分布等.试验结果表明:所有试件均发生受弯破坏,其中预制混合梁的受弯破坏有两种模式,一是中部混凝土梁端和跨中截面形成塑性铰,二是梁端钢梁截面和跨中混凝土梁截面形成塑性铰.预制混合梁表现出良好的整体工作性能,连接节点在受力过程中始终保持较好的整体性.基于连接节点假定为刚性节点的应变分析结果与试验结果吻合较好,连接节点能有效传递钢梁和混凝土梁之间的应力,可视为刚性节点.钢梁长度、受弯承载力比和线刚度比的增加均可提高预制混合梁的承载力和延性,其中增加受弯承载力比的效果更显著.与普通预制混凝土梁相比,预制混合梁的初始刚度小,跨中挠度大,但其强屈比较普通预制混凝土梁提高约4%~15%,预制混合梁具有更好的屈服后弹塑性变形能力,有利于耗能.最后,基于虚功原理建立了两端固支边界条件下预制混合梁的极限荷载计算式,计算值与试验值比值的平均值为1.0,变异系数为0.04,计算值与试验值吻合较好.

高层钢框架-混凝土核心筒混合结构振动台试验研究

为了研究高层钢框架-混凝土核心筒混合结构的整体抗震性能,本文设计了一个典型的比例为1/15的20层钢框架-混凝土核心筒混合结构的缩尺模型,在同济大学土木工程防灾国家重点实验室实施了模拟地震振动台试验。本文重点介绍试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,并根据相似理论得到了原型结构的地震反应。试验研究表明:原型结构基本能够满足我国现行规范"小震不坏、大震不倒"的抗震设防标准;核心筒发挥了主要抗侧力作用;结构在大震作用下有较好的延性;钢框架与核心筒的连接节点在结构设计时应给予重视。

破碎机引起的钢-混凝土混合结构工业厂房振动测试与治理

某工矿企业破碎筛分车间为钢-混凝土混合结构厂房,布置有9台破碎机,且破碎机基础与主厂房结构没有脱开。破碎机的工作扰力导致结构振动严重。利用吊车冲击和地脉动现场实测了结构动力特性参数,而后测试了破碎机不同开启工况下的结构整体和设备基础的振动线位移,根据实测值评估了厂房的振动安全性。采用ANSYS程序建立有限元模型,进行模态分析和谐响应分析,并与实测结果进行对比分析,以验证有限元模型的准确性,再预测破碎机改造后的结构振动位移大小。改造两台破碎机后再次进行了结构振动现场实测,改造后结构振动明显减小,测试结果与有限元预测结果基本一致。本文的振动测试和治理方法可以为类似工业建筑振动超限问题提供参考。

FRP-混凝土-钢双壁空心管柱塑性铰区弯矩-转角恢复力模型

采用Clough双线性恢复力模型作为双壁空心管柱塑性铰区弯矩-转角关系恢复力模型。推导了骨架线上两个控制点即屈服点和极限点的弯矩、转角计算式。基于建立的弯矩-转角恢复力模型,计算了9个双壁空心管柱试件截面的屈服弯矩和极限弯矩以及水平力加载位置的屈服水平位移、极限水平位移和水平力-位移滞回曲线,计算结果与试验结果符合较好。

用ANSYS分析高层钢-混凝土混合结构的地震反应

依据抗震设计规范,采用三维有限元ANSYS软件,对钢框架-混凝土核心筒的混合结构动力特性和地震时程反应进行分析。通过计算,得到该类建筑物的自振特性以及在地震作用下的位移和加速度反应。通过地震动的影响因素分析,明确了结构各类参数的变化对结构反应的影响,为结构的合理设计提供参考。所提供的分析方法为此类结构的抗震性能研究提供了一种有效的途径。