锚栓屈服型可抬升柱脚节点抗震性能试验研究

为满足结构在震中安全且震后可修复使用的目的,设计了一种锚栓屈服型可抬升柱脚节点,该节点是一种半刚性节点,将柱脚锚栓的一部分作为节点的阻尼器,阻尼器为柱脚提供抗弯能力和可抬升能力,在地震时柱脚节点塑性变形主要集中在阻尼器上,震后通过更换阻尼器即可完成柱脚节点的修复。为此,设计一组普通外露式柱脚节点和锚栓屈服型可抬升柱脚节点进行对比试验,并通过拟静力试验,研究它们在低周往复荷载下的滞回特性、抗弯承载力、刚度退化、耗能能力等抗震性能,同时研究柱脚节点在更换阻尼器前后的抗震性能。研究结果表明:对比普通外露式柱脚节点,锚栓屈服型可抬升柱脚具有更好的耗能能力和变形能力,试件的损伤基本集中在可更换的阻尼器上,耗能模式和损伤机制较为合理。在进行修复后,除初期转动刚度略低于修复前试件外,整体抗震性能基本可恢复至震前水平。另外,该新型柱脚的阻尼器拆卸和更换较为简便。

碟簧螺栓连接柱脚节点滞回模型与性能研究

框架结构在地震作用下易在柱脚处形成塑性铰,设计损伤可控且具有复位能力的柱脚节点可有效提高框架结构的抗震性能和韧性。基于实际工程应用的螺栓和盖板连接,提出了将碟簧螺栓和屈曲约束翼缘盖板分别作为恢复和耗能元件的一种碟簧螺栓连接柱脚节点。推导了节点的理论滞回模型以及部分构件的内力计算式,采用ABAQUS软件建立了节点有限元模型并进行了滞回分析。结果表明,提出节点的滞回曲线呈典型的旗帜形,损伤集中于屈曲约束翼缘盖板的核心板,碟簧螺栓有效地减小了节点残余变形;有限元模型与理论滞回模型的结果吻合较好。最后,依据理论滞回模型,通过改变核心板厚度、钢柱轴压力、碟簧螺栓预紧力和组合碟簧刚度,分别研究了翼缘盖板-钢柱刚度比Rec、轴压比Ra、复位比Rr和碟簧螺栓-钢柱刚度比Rsr共4种无量纲参数对节点滞回性能的影响。结果表明,Rec、Ra和Rr影响节点承载力、耗能能力和残余变形;当通过改变碟簧螺栓预紧力来增加Rr时,碟簧可能在推覆过程中被压平;Rsr对节点的承载力和耗能能力影响较小,但对组合碟簧的压缩变形能力影响较大。

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。

超厚大体积混凝土底板钢结构柱脚锚栓施工技术

以深圳市深圳湾超级总部基地地标建筑OPPO国际总部项目为例,阐述了主塔楼钢结构柱脚锚栓的施工实践经验,分析了超厚大体积混凝土底板钢结构柱脚锚栓快速有效安装的一种创新思路及实施效果。

钢结构高效螺栓连接关键技术研究进展

针对大量使用的钢结构闭口截面构件难以全螺栓连接、风电等大直径高耸钢管结构在风致动载作用下拼接接头抗疲劳能力不足、承受动载的大型钢结构基础预应力抗拔锚栓缺乏设计与施工成套技术等3大问题,通过概念设计、理论分析、试验研究、数值模拟、产品研制、装备开发等手段,研制了单向(边)高强螺栓紧固件、反向平衡法兰连接技术和螺栓预拉力直接张拉法设备、可更换预应力锚栓和大型锚栓施工定位装置,开发了锚栓预应力直接张拉安装技术,提出了梁柱全螺栓连接半刚性钢框架设计方法、拼接节点的等效抗弯承载力设计方法以及防止基础动力疲劳开裂的设计方法,取得了一系列钢结构高效螺栓连接关键技术的研究成果,并在工程中得到了检验和推广应用。

钢柱脚锚栓设计内力计算方法综述

分析了国内外关于锚栓在柱脚截面内力作用下最不利受力的各种计算方法 ,根据塑性分析的上、下限定理 ,对钢柱脚锚栓计算的各种方法进行了评论 。

钢柱脚单个锚栓的承载力设计

对国内外钢柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较 ,对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。比较发现 ,与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反 ,欧美国家都考虑锚栓参与抗剪 ;在锚栓抗拉强度设计值的取值方面 ,欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值 ,而我国规范的取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打 8折。基于对国内外不同设计方法的分析归纳 ,提出了单个锚栓的设计准则的建议 ,供锚栓设计时参考。

弯、剪、扭共同作用下刚接圆管柱柱脚计算

对于户外广告牌和交通标志,经常采用F型单肢钢管柱。由于风载荷是控制载荷,柱脚受力为偏心受压,偏心受剪,承受很大的双轴弯矩和水平扭矩,底板与锚栓的设计计算与一般型钢柱有所不同,柱脚弯矩对其抗剪承载能力有很大提高,计算时应考虑其影响。

钢柱脚锚栓的设计方法

对国内外柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较,对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。比较发现,与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反,欧美国家都允许锚栓参与抗剪;在锚栓抗拉强度设计值的取值方面,欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值,而我国规范取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打8折。本文还对已知柱脚截面内力计算锚栓拉力的方法进行了总结和比较,并依据塑性力学的上下限定理进行了评论。在总结的基础上建议了单个锚栓的设计准则和锚栓拉力的计算方法。

CCTV双向倾斜高强预应力锚栓安装施工技术

中央电视台新台址主楼外框筒钢柱脚锚栓具有直径大、单根柱锚杆分布数量不等、双向倾斜安装以及张拉空间狭小的特点。介绍了双向倾斜大直径高强预应力锚栓安装施工技术,包括定位埋设工艺、锚栓张拉和灌浆工艺等内容。

露出型钢柱脚强度对低多层规则钢框架抗震性能的影响

为了研究露出型钢柱脚强度对低多层规则钢框架结构抗震性能的影响,首先定义了不同柱轴向力作用下的露出型钢柱脚屈服弯矩。以柱脚强度系数、层数、跨数及首层剪重比为主要研究参量,建立12个低多层规则钢框架模型。通过静力推覆分析,探讨主要研究参量对各模型各层及柱脚的受力与变形等的影响。分析结果表明:柱脚强度系数越小、首层变形集中、柱脚变形大、锚栓的塑性应变也变大。柱脚强度系数在0.4左右时,锚栓变形支配首层变形。在结构承载能力极限状态时,低层钢框架柱脚均产生轴向压力,受拉压侧柱脚屈服弯矩较锚栓屈服弯矩大;而多层钢框架的受拉侧柱脚将产生轴向拉力,受拉侧柱脚屈服弯矩小于锚栓屈服弯矩。

外露式钢柱脚抗弯性能试验研究

通过拟静力试验研究箱型截面柱、厚底板和混凝土基础组成的外露式柱脚在极大变形下的抗弯性能及传力机制。通过试验研究锚栓的材质、数量和排列方式以及轴压比等参数对外露式柱脚的抗弯承载力、抗弯刚度、延性及耗能的影响。结果表明,增加2个锚栓可以提高20%左右的抗弯承载力,并提高耗能能力,但对初始刚度的提高并不明显。冷拔锚栓严重降低了柱脚的延性和耗能能力,不宜采用。柱脚承受竖向拉力时,柱脚节点将主要通过剪切变形来抵抗水平荷载,柱脚的抗弯承载力低、刚度小、耗能和延性较差。

轴心受拉柱脚节点受力性能有限元分析

轴心受拉柱脚节点在实际工程中应用比较普遍,本文对该节点受力性能进行有限元分析,研究锚栓所受拉力、底板位移和应变,得出底板下应力分布与底板抗弯刚度有关,在底板绝对刚性时,底板保持平面,底板下应力均匀分布;在此基础上又提出该节点的有关设计公式,并进一步对该节点受力性能进行参数分析,讨论底板厚度和加劲肋设置对其受力性能影响,为实际工程设计提供参考。

钢梁混凝土柱节点中梁贯穿与柱贯穿节点受力性能对比

通过钢梁与混凝土柱节点中梁贯穿节点与柱贯穿节点两组节点共6个试件低周反复荷载试验对比,分析了不同节点连接方式下节点开裂、极限荷载、位移、刚度、耗能能力等性能。结果表明,梁贯穿节点破坏主要发生在钢梁根部翼缘及腹板,而柱贯穿节点的破坏主要发生在钢梁与锚板间的焊缝处,由于核芯区有腹板和翼缘穿过,梁贯穿节点在受力性能方面优于柱贯穿节点。梁贯穿节点的抗震能力略大于普通混凝土节点,柱贯穿节点与普通混凝土节点抗震能力对比有待于进一步研究。

粘贴薄钢板加固H型钢柱轴压性能试验研究

为研究粘贴薄钢板加固对H型钢柱轴压性能的影响,设计1根未加固H型钢柱和3根翼缘粘贴钢板加固H型钢柱,通过改变薄钢板厚度和锚固螺栓间距,分别对其进行轴压静力试验。实测试件的应变和变形,研究粘贴钢板加固法对H型钢柱承载力和刚度的影响,采用规范公式进行对比分析。结果表明,粘贴钢板加固法能显著提高H型钢柱的轴压承载能力和刚度,适当增加钢板厚度,减小螺栓间距,加固效果更优良。研究成果具有工程实用价值,为现行规范理论计算公式提供了试验依据。

露出型钢柱脚抗剪性能的理论与试验研究

介绍了国内外对钢柱脚锚栓的研究,并对其设计方法进行分析。通过试验与理论研究,应用相关文献的试验数据进行较好的验证,提出了一种低位锚栓钢柱脚整体抗剪设计方法。

锚栓预紧力对柱脚抗剪设计的影响分析Ⅱ:刚接柱脚

对于轻钢结构刚接柱脚,往往弯矩M和剪力V较大,而轴力N相对较小,对柱脚抗剪的设计要求更加严格。而弯矩M的存在和锚栓预紧力将影响刚接柱脚的抗剪,将直接提高刚接柱脚的抗剪承载力。本文对同一种刚接柱脚有限元计算模型,分别计算刚接柱脚在不同弯矩情况下和不同锚栓预紧力作用下的柱脚抗剪承载力,分析柱脚锚栓预紧力对柱脚抗剪的贡献,并根据计算结果,柱脚设置抗剪件条件为:μF<V。

锚栓预紧力对柱脚抗剪设计的影响分析Ⅰ:铰接柱脚

《钢结构设计规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对钢结构柱脚抗剪都明确规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪件承受。柱脚设置抗剪件的条件为:μN<V,而公式中仅考虑柱脚轴力对抗剪的贡献,在实际工程中柱脚锚栓预紧力不同程度存在,考虑柱脚锚栓预紧力,能够提高柱脚抗剪承载力。本文对同一种铰接柱脚有限元计算模型,分别计算在不同柱脚锚栓预紧力作用下的柱脚抗剪承载力,分析柱脚锚栓预紧力对柱脚抗剪的贡献,并根据计算结果,柱脚设置抗剪条件为:μF<V。

大容量接触网钢柱基础地脚螺栓预埋和精度控制

在铁路电气化改造工程中,有的地段需要采用大容量接触网钢柱,如果其基础地脚螺栓预埋产生偏移或精度不够,将会影响大容量钢柱的组立和施工效率。此文以滨洲铁路电气化改造工程为例,探讨大容量接触网钢柱基础地脚螺栓的预埋和精度控制问题。

220kV装配式变电站钢柱脚抗剪性能研究

依据朝阳220 kV装配式变电站的工程实例,在考虑锚栓参与抗剪的条件下,从理论上分析了剪力作用下钢柱脚节点的合理破坏模式.通过计算获得钢柱脚在合理的破坏模式下抗剪能力的理论值,并通过有限元软件建立钢柱脚有限元模型.利用有限元软件分析柱脚在垂直力和水平力作用下的抗剪能力,将所获得的结果与规范中规定的柱脚抗剪承载力对比分析.通过研究发现柱脚锚栓可以提供的抗剪能力相当可观,而且钢柱脚的实际抗剪能力较规范规定的柱脚抗剪能力高出较多.研究成果表明,在工程实际中应提高柱脚抗剪承载力设计值的极限,这样可以在实际工程中避免或者减少抗剪键的设置,起到方便施工,节约成本的效果.