Research on seismic performance of shear walls with concrete filled steel tube columns and concealed steel trusses

In order to further improve the seismic performance of RC shear walls, a new composite shear wall with concrete filled steel tube （CFT） columns and concealed steel trusses is proposed. This new shear wall is a double composite shear wall; the first composite being the use of three different force systems, CFT, steel truss and shear wall, and the second the use of two different materials, steel and concrete. Three 1/5 scaled experimental specimens： a traditional RC shear wall, a shear wall with CFT columns, and a shear wall with CFT columns and concealed steel trusses, were tested under cyclic loading and the seismic performance indices of the shear walls were comparatively analyzed. Based on the data from these experiments, a thorough elastic-plastic finite element analysis and parametric analysis of the new shear walls were carried out using ABAQUS software. The finite element results of deformation, stress distribution, and the evolution of cracks in each phase were compared with the experimental results and showed good agreement. A mechanical model was also established for calculating the load-carrying capacity of the new composite shear walls. The results show that this new type of shear wall has improved seismic performance over the other two types of shear wails tested.

高强钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力性能试验研究

为研究高强钢管内填超高性能混凝土(UHPC)的钢管混凝土短柱轴压性能,该文设计22根高强钢管UHPC短柱进行轴压试验,从破坏模式、荷载-纵向应变关系对试件的轴压性能进行对比分析,旨在通过径厚比、混凝土强度、截面类型等变化来探究高强钢管UHPC短柱的实际承载力性能差异.试验结果表明:高强钢管UHPC短柱的轴压性能受径厚比、混凝土强度影响较大;试件承载力随钢管壁厚增加而增加,但相同钢管直径和不同钢管直径增幅呈现不同规律.该文从延性、核心混凝土强度提高程度两个角度进行分析并提出高强钢管混凝土试件的相关参数设计建议.最后,将高强钢管UHPC短柱的轴压试验承载力结果与国内外规范GB 50936—2014、AIJ计算承载力结果进行对比,并基于极限平衡理论推导出高强圆钢管UHPC试件的轴压承载力计算公式,同时结合该文试验数据对其进行验证,证明了公式的准确性.

大跨度钢桁架隔震结构隔震性能及影响规律分析

由于大跨空间结构竖向振动问题突出,水平隔震支座难以有效控制结构的竖向地震响应。将摩擦摆水平隔震支座和空气弹簧-摩擦摆三维隔震支座应用于大跨度钢桁架中,分析钢桁架水平隔震结构和三维隔震结构的隔震控制效果。结果表明,水平隔震和三维隔震均延长了结构自振周期,隔震后一阶振型为上部桁架结构沿水平方向的整体平动。时程分析显示,在普通地震动、近断层脉冲型地震动和远场长周期地震动作用下,水平隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.4%和9.2%,三维隔震支座对桁架水平和竖向节点峰值加速度的平均隔震率分别为43.8%和24.4%,水平隔震支座和三维隔震支座对桁架峰值等效应力的平均隔震率分别为4.2%和17.7%。水平隔震支座和三维隔震支座对桁架水平地震响应控制效果基本相同,三维隔震支座对结构的竖向地震响应控制效果更好。

SMA碟簧群的循环受压性能及简化模型

该研究提出将多个形状记忆合金(SMA)碟簧片并联排列形成碟簧组,然后在碟簧组间加入垫片分隔、串联排列形成碟簧群,以提供更高的承载力及变形能力。采用有限元软件ABAQUS建立了一系列SMA碟簧群的三维精细化有限元模型,并进行非线性循环受压分析。结果表明:与钢碟簧的“三角形”荷载-位移曲线相比,SMA碟簧群的荷载-位移曲线呈现鲜明的“旗帜形”特性,具有明显的正向及反向转变平台。随着碟簧片数的增加,碟簧组的总可恢复变形量基本不变,极限承载力及割线刚度近似成比例增加,而随着碟簧组数的增加,碟簧群的总可恢复变形量增加,极限承载力不变,割线刚度近似成比例降低。因此,可根据碟簧群总极限承载力及变形能力的需要,灵活调整碟簧片及碟簧组的数量及布置方式。碟簧组的各层碟簧片由于边界条件不同,应力分布存在明显差异,而变形量亦呈现两端大中间小的哑铃形分布模式,其中加载端碟簧片变形量最大,若超过极限变形量可能发生翻转失效,值得注意。提出了SMA碟簧群的简化模型,通过简化及精细模型的非线性循环受压分析,发现该简化模型的循环受压荷载-位移曲线与精细模型吻合良好,而计算效率提高约38倍。将SMA碟簧群应用于自复位NZ梁柱节点中,并对自复位钢框架进行了验证性的滞回分析。结果表明:采用SMA碟簧群的自复位钢框架最大侧移为4%时可完全复位,且二次刚度相比采用预应力钢绞线的传统自复位钢框架提高近100%,极限承载力提高70%。

钢管约束钢筋混凝土柱梁节点研究现状与分析进展

钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱梁节点的构造形式及增强机理,从工作机理、增强效果、易施工性等方面对各种构造形式的节点进行对比,认为复合式节点是解决STRC柱框架节点薄弱问题的最优途径。并进一步分析了不同构造形式STRC柱节点的轴压性能、抗震性能和理论设计方法,结果表明环梁对节点轴压承载力提升显著,钢管约束式节点轴压和抗震性能均表现良好,且设计理论较为成熟。最后,在试验研究和理论分析基础上,剖析了该研究领域亟需解决的问题和研究发展方向。

光伏支架高强冷弯C型钢檩条的受弯性能研究

为研究光伏支架中高强冷弯C型钢檩条的受弯性能,对5种布置方式下的LQ550高强冷弯C型钢檩条(下文简称为“C型钢檩条”)开展了跨间6个加载点集中加载试验。建立C型钢檩条有限元模型,并通过试验得到的C型钢檩条受弯性能验证模型的准确性,并依此模型探究檩条相对长细比对其受弯稳定承载力的影响规律。参照GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定,分析了撑杆约束对檩条受弯稳定承载力的有利作用。结合实际项目,对采用C型钢撑杆的光伏支架开展现场加载试验。研究结果表明:1)檩条的抗弯刚度和受弯稳定承载力通过在跨间设置撑杆约束后明显提高,且设置C型钢撑杆约束的提高效果强于圆管撑杆。2)C型钢撑杆可视为理想侧向支承,檩条平面外计算长度系数可以根据C型钢撑杆的设置情况取值。3)现场加载试验证明C型钢撑杆对檩条扭转具有良好的约束效果,充分验证了采用C型钢撑杆体系的新型光伏支架结构的适用性。

钢渣石灰稳定土用于道路基层的性能研究

为了研究钢渣和石灰综合稳定土的路用性能,文章通过掺配不同比例的钢渣与石灰,对稳定后的土样进行了室内击实试验、无侧限抗压强度试验、渗水试验以及干缩试验。试验结果表明:当石灰掺量不变时,随着钢渣掺量的增加,钢渣石灰稳定土的最大干密度增大,最佳含水量减小;当钢渣掺量不变时,随着石灰掺量的增加,最大干密度减小,最佳含水量增大;当钢渣掺量为40%~60%,石灰掺量不超过8%时,随着石灰掺量的增加,无侧限抗压强度呈增长趋势,抗渗性能和干缩性能均明显改善,但当石灰掺量超过8%时,无侧限抗压强度出现下降趋势,抗渗性能和干缩性能改善均不明显,建议石灰掺量不宜超过8%;当石灰掺量一定时,随着钢渣掺量的增加,无侧限抗压强度增长趋势逐渐变慢,考虑到经济性和强度设计要求,建议合理选择钢渣的掺量。

弹簧钢热处理工艺优化对弹簧性能的影响研究

弹簧是一种广泛应用于工业和日常生活中的重要零件,其性能直接影响到机械设备的运行效果和寿命,弹簧钢热处理工艺优化是提高弹簧性能的关键因素之一。通过适当的热处理工艺,可以改善弹簧的力学性能、疲劳寿命和耐腐蚀性能,从而提高弹簧的可靠性和使用寿命。然而目前在弹簧钢热处理工艺优化方面的研究还相对较少,因此,有必要对其进行深入探讨和研究。

55SiCr弹簧钢脱碳层厚度工艺优化实践

弹簧钢表面脱碳严重影响弹簧的疲劳性能。通过优化加热工艺,可以有效地将坯料表面的脱碳层通过烧损的方式去除,更有利于降低脱碳层厚度和避免全脱碳层的产生,实现了高温烧损法在55SiCr弹簧钢脱碳层控制上的应用。解决55SiCr弹簧钢表面脱碳形成的贫碳组织在交变应力作用下易萌生表面裂纹,引起弹簧早期失效的问题。

斜加劲薄壁钢板加固RC框架抗震性能

为探究经内嵌式薄壁钢板和沿主受力际线布置加劲肋加强后钢筋混凝土框架的抗震能力,对不同高厚比钢板加固试件进行低周往复加载试验,并利用ABAQUS建立有限元模型,分析肋板刚度比、高厚比和轴压比对加固试件抗震性能的影响.结果表明:未加强试件在梁端和柱端都出现塑性铰,而加强后试件仅在梁端出现塑性铰,改变了出铰机制,提高了试件抗震性能;设置加劲肋将薄壁钢板分成多个小区格板,边界约束条件增强,有效抑制薄钢板的面外变形,提高薄壁钢板的承载能力和耗能能力;经加固后的试件承载能力和耗能能力提高,刚度大幅提高,破坏时梁柱节点区域保持完好,改善了加固后试件的抗震性能,但采用3 mm和4 mm薄壁钢板加强后的试件抗震性能差比较小;肋板刚度比、高厚比、轴压比对试件的抗震性能均有明显影响.

弹簧钢中热处理工艺优化及其对弹簧性能的影响

调整热处理工艺参数可以改变弹簧钢的组织结构和性能,实现强度、韧性和耐疲劳性能等方面的优化。本文首先分析弹簧钢中热处理工艺流程,其次分析弹簧钢中热处理工艺优化的重要性,再次阐述弹簧钢性能的检测标准,最后阐述弹簧钢中热处理工艺对弹簧性能的具体影响。

轴箱钢弹簧磨损量与剩余寿命研究

针对典型的轨道车辆轴箱钢弹簧疲劳断裂现象,以某高速动车组轴箱钢弹簧进行建模分析,通过进行不同磨损程度下轴箱钢弹簧静强度和疲劳强度的计算分析,研究了其在不同深度接触磨损下的强度及剩余寿命,并进行了试验台对比试验。计算和试验结果均表明,较大的钢弹簧接触区域磨损会引起钢弹簧最大应力点发生转移,导致局部应力明显升高,疲劳损伤越来越大,疲劳寿命越来越短。因此,可以通过分析弹簧最大应力的大小和位置是否发生突变,判断接触区域磨损是否对弹簧寿命产生明显影响。检修过程中,出现钢弹簧接触区域有磨损时,可以通过判断磨损深度来决定是否可以继续使用,这对减少轨道车辆维护时间,节省检修成本具有重要的指导意义。

提升弹簧钢性能的研究与分析

弹簧钢因其具有优异的弹性和韧性,广泛应用于汽车制造、钢轨固定等领域。为了进一步优化弹簧钢性能及质量,生产厂家有必要展开相关技术研究。基于此,通过分析弹簧钢轧制的特点、化学成分、相变规律、高温力学性能和奥氏体动态再结晶等方面,对弹簧钢的基本性能进行研究。以55Si2MnV弹簧钢为例,对淬火阶段热处理工艺、回火阶段热处理工艺进行总结,通过热处理工艺提升弹簧钢性能,以期为提升弹簧钢性能研究提供参考。

钢管混凝土张弦劲性梁受弯性能试验研究

钢管混凝土张弦劲性梁是一种自承重新型组合梁,施工时可以通过自承重实现免支撑。为了解这种梁的受弯力学性能,设计制作了5根试件。通过试验分析了破坏特征、弯矩-挠度关系、无粘结预应力筋应力增长曲线并验证平截面假定,建立了正截面抗弯承载力和刚度计算方法。

绍兴市钢结构装配式住宅试点调查研究

近年来,钢结构住宅凭借节能环保、综合效益好、装配化高、抗震性能好等突出优势,成为我国新型城镇化建设的重要发展方向。2019年,绍兴市开始推广钢结构装配式住宅试点,历经三年,基本完成了预设目标。为进一步推进钢结构装配式建筑未来的发展,本文经过充分调研后,对当前钢结构建筑存在的问题进行了梳理,并参照现有政策,对成效进行了评价分析并提出相关建议。

高温下及高温冷却后钢筋力学性能的试验研究

进行了圆钢、螺纹钢、冷拔和冷轧扭4种钢筋高温下力学性能的试验研究,同时进行了螺纹钢筋高温冷却后力学性能的试验研究,并与室温下钢筋力学性能进行了对比分析。了解高温下和高温冷却后钢筋力学性能的变化,对评估钢筋混凝土结构火灾后的性能有重要作用。

38SiMnVB弹簧钢的强韧化与应用研究

38SiMnVB钢是超高强度新型弹簧钢,大量应用于汽车悬架弹簧上,应用难点是在超高强度下保持较高的塑韧性。重点研究了38SiMnVB弹簧钢回火转变过程中的组织变化和对力学性能的影响。试验结果表明,马氏体的回火转变是时间过程,不同的回火时间对应着马氏体的分解和不同碳化物类型之间的转变,对钢的力学性能和断裂机制产生了明显影响。可通过控制回火温度和时间获得高强度和高韧性,使钢得到强化与韧化。

混合梁钢-混结合段PBL剪力键的受力性能研究

为研究混合梁钢-混结合段PBL剪力键的受力性能,本文对2类7组共28个插入式试件进行破坏性试验。基于试验结果,对分别采用超高性能活性粉末混凝土(RPC)和C50普通混凝土浇筑的PBL剪力键力学性能、破坏形态及传力原理等进行分析,探讨影响PBL受力性能的主要因素;同时将试验结果与国内外学者提出的PBL承载力公式计算值进行比较,建立孔内榫剪断形式下、考虑开孔钢板与混凝土黏结作用的PBL承载力计算式。结果表明:采用RPC浇筑的PBL剪力键相对采用C50浇筑受力性能得到改善,PBL延性主要受孔内贯穿钢筋变形性能控制,混凝土榫能有效提高PBL的抗剪能力。建立的承载力计算式物理意义明确,计算值与试验值吻合较好,可用于采用RPC或普通混凝土浇筑的混合梁钢-混结合段PBL承载能力的确定。

钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展

钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究,现聚焦于疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面。对2020年度在相关领域所取得的最新研究进展进行总结,梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明,钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点,在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上,构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术,是未来的研究重点和重要发展方向。

H形钢梁与钢管柱隔板贯通式连接节点抗震性能试验

针对隔板贯通式柱梁连接节点进行了滞回性能试验。试验考察参数有方钢管与圆钢管、隔板贯通形式与内隔板形式、隔板挑出长度、柱上有无轴力等,并对隔板贯通式节点的构造进行了探讨。研究表明,这类节点可以满足现行抗震设计规范的相关要求。