装配式槽钢-混凝土组合梁受弯性能研究

为研究采用螺栓连接的装配式槽钢-混凝土组合梁(PSCCB)的受弯性能,制作了7个不同宽跨比、梁高和剪切连接间距的PSCCB试件,对其进行四点弯曲测试。基于ABAQUS软件建立PSCCB有限元模型,通过试验结果验证模型的可靠性,并分析螺栓间距、螺栓预紧力、抗剪连接件间距、剪跨比、宽跨比、槽钢强度和混凝土强度对PSCCB受弯性能的影响。试验结果表明:高强度螺栓能确保PSCCB具有较高的整体性和良好的强度和延性;随着宽跨比增大,PSCCB抗弯承载力和延性分别提高8%~19%和11%~21%;穿孔钢板剪力连接件在槽钢和混凝土板之间提供高效的组合作用,部分抗剪连接与完全抗剪连接PSCCB的延性、强度、刚度差异少于10%;与梁高320 mm的PSCCB相比,梁高400 mm的PSCCB的抗弯承载力提高96%,但延性降低10%。分析结果说明:有限元分析结果与试验结果较吻合,所建立的模型能准确反映PSCCB的受弯性能;随着螺栓间距和预紧力的增大,PSCCB受弯承载力和初始刚度基本保持不变;适当增加抗剪连接程度和宽跨比能有效提升PSCCB的受弯承载力和初始刚度;增加槽钢强度能显著提高PSCCB的受弯承载力,而混凝土强度变化对其受弯承载力影响较小。根据试验和有限元参数分析,提出PSCCB受弯性能设计方法,受弯承载力和跨中挠度计算值与试验及有限元分析结果吻合良好,可为PSCCB的工程设计提供参考。

背对式槽钢组合梁均布荷载下的弯曲应力研究

研究了均布荷载作用下的冷弯薄壁背对式组合梁的弯曲应力分布,基于梁的经典弯曲理论和约束扭转理论,在考虑翘曲作用的影响下推导了构件在均布荷载作用下的弯曲应力理论公式。并通过有限元软件ABAQUS分析算例,将算例的仿真值和理论解析值进行对比,验证了该理论公式的合理性。结果表明,弯曲应力在横截面上呈现线性梯度分布,以构件OT1.2-86-S75为例,当旋转约束k_(φ)取值分别为10、100、1000 N时,翼缘处的应力梯度分别为3.225、2.465、1.732 MPa/mm,即翼缘处的应力梯度随着旋转约束的减小而增大;沿纵向在相邻螺钉之间呈现连续抛物线式分布;若螺钉间距相等,弯曲应力最大值出现在跨中,弯曲应力极大值随着与支座距离减小逐渐递减。

新疆建筑用钢市场2023-2024年分析预测

通过对疆内建筑用钢市场2023年1月-7月市场需求变化的分析,得出影响疆内建筑用钢市场竞争、销售价格、渠道建设的主要因素是疆内供大于求的资源结构,也是影响市场无序竞争的根源。建筑钢材资源过剩、渠道分化和渠道选择的多样性,恶化了市场竞争格局。2024年市场有机会也有挑战,抓住市场机会需要钢厂之间相互协同,共同维护市场,减少无序竞争。

冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件的滞回性能有限元分析

通过ABAQUS对冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件在承受静轴力和水平循环荷载下的受力性能进行非线性有限元分析.有限元分析考虑几何和材料双重非线性及初始缺陷因素的影响.基于验证的有限元分析模型,改变构件的长细比、宽厚比、轴压比以及材料的屈服强度,对82根冷弯薄壁型钢槽形截面压弯构件进行滞回性能分析.结果表明,长细比、宽厚比、轴压比对压弯构件的破坏模式和滞回性能有显著影响.构件的长细比越大,塑性弯矩和延性系数越小;构件的宽厚比越大,破坏变形出现越早,塑性弯矩有所提升;构件的轴压比越大,塑性弯矩和延性系数越小、刚度退化越快.抗震设计中应尽量选择长细比和宽厚比较小的构件.

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。

含双槽钢腹板螺栓连接耗能梁段的钢框筒结构抗震性能研究

为了改善传统钢框筒结构抗震性能差和震后不易修复的缺陷,在裙梁跨中设置可更换双槽钢耗能梁段,提出含双槽钢腹板螺栓连接的钢框筒结构(SFT-WSL)。首先介绍了SFT-WSL构件的设计要点;然后根据结构的受力变形特点得到结构的滞回耗能修正系数,用以考虑双槽钢腹板螺栓连接变形的贡献,可用于基于性能的结构塑性设计;其后提出了结构的有限元建模方法,通过子结构试验结果验证了有限元模型的准确性;最后设计了一个30层的SFT-WSL算例,并对该结构算例进行了弹塑性分析和基于增量动力分析(IDA)的结构抗倒塌易损性分析。分析结果表明水平荷载作用下结构呈现出理想的延性破坏,结构能力曲线呈明显的三线形。多遇地震作用下,所有构件均保持弹性状态;罕遇地震作用下,耗能梁段屈服并充分发展塑性,耗散地震能量;极罕遇地震作用下,框架体系的裙梁进入塑性,保证结构不倒。结构算例的修正倒塌储备系数远大于允许值,表明设计的结构算例具有足够的抗倒塌能力储备。

钢管混凝土框架-斜向槽钢加劲钢板抗震性能

地震来临迅速且破坏面极强,对于人类的危害无疑是巨大的,严重伤害的生命和财产安全,且我国处于地震频繁带,之前发生的唐山大地震和汶川地震等给我国带来了严重的创伤,这使得提高结构的抗震性能变得重中之重。通过ABAQUS建立9个分别为框架和剪力墙四边连接、三边连接、两边连接的单跨九层方钢管混凝土框架-斜向槽钢加劲钢板墙模型,这三种钢板墙结构分别在EI-centro波、James波、人工波三种地震波作用下进行时程分析,分别得出三种钢板墙结构的基底剪力、层间位移、顶点加速度力学性能并对比分析。结果表明:四边连接型钢板墙结构的基底剪力、层间位移比其他两种结构都小,其整体抗震性能总体要优于三边连接型和两边连接型钢板墙结构。四边连接型刚板墙抗震性能更好。

支吊架用卷边槽钢受弯构件的稳定性研究

本研究对支吊架用卷边槽钢受弯构件进行了弹塑性稳定分析,运用有限元软件分析了长细比、截面尺寸、初始弯曲等参数对其稳定性的影响。研究结果显示,卷边槽钢的屈曲变形与其长细比有关。此外,其截面大小也会对结构的稳定性产生一定的影响。另外,初始弯曲对总体稳定系数的影响很大,且影响程度与构件的正则化长细比密切相关。在有限元计算的基础上,与现行规范进行了比较,增加了一个修正系数以确保设计的安全性。

冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁受弯承载力数值模拟分析

冷弯薄壁型钢常被应用于轻钢结构建筑中,本身具备良好的受力性能、承载能力、轻质高强、便于施工安装,但国内对于冷弯薄壁卷边型钢以及混凝土的组合结构研究较少。为了研究冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁结构的受弯性能,通过有限元软件建立三维模型进行数值分析研究。通过对比同截面高度、用钢量情况下以及与工字形钢-混凝土组合梁结构构件的受力性能之间的差异,分析冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁的受力变形机理。研究结果表明:卷边型钢对于混凝土的约束作用能够较大程度提升组合梁的受弯承载能力;同截面高度的情况下,冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁比工字形钢-混凝土组合梁的受弯承载能力高;同用钢量情况下,有构造措施的腹板开槽冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁的受弯承载能力远高于实腹的冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁;FL梁比同截面高度的PEC梁承载能力低12.7%,但前者比后者用钢量少了29.8%。

基于有限条法的薄壁构件畸变屈曲分析

为验证有限条方法编写的Channelsteeltypic(简称CSTFSM)在计算冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性临界畸变屈曲应力时的可靠性,文章选取76个不同截面形式的槽钢,分别采用有限元法和CSTFSM对其进行分析,比较两种方法计算的临界畸变屈曲应力与临界畸变屈曲半波长度。对比结果表明:CSTFSM计算的临界畸变屈曲应力与有限元方法计算的屈曲应力比较吻合,能够准确快速的计算各种截面形式的临界畸变屈曲应力和临界畸变屈曲半波长度,可以应用于冷弯薄壁型钢构件的弹性畸变屈曲分析。

简支槽形钢-混凝土组合梁的试验研究

槽形钢-混凝土组合梁是近年来提出的一种新型下承式桥梁结构。对截面尺寸几何比例为1∶3、构件长度比例为1∶4的简支单线槽形组合梁模型进行两点对称加载的静力试验。对槽形组合梁的抗弯承载力、刚度、应力和裂缝分布特征等基本受力性能开展研究。试验结果表明,通过栓钉连接,试验模型中钢板与混凝土的协同工作性能良好,最终破坏时,表现出较明显的弯曲破坏形态。梁上翼缘的侧向水平位移整体形态为支座处外张,中部内收,但其最大值远小于梁跨中的竖向挠度,表明该模型截面具有良好的抗扭性能。钢梁底板纵向应力沿板宽的分布表现出一定的剪力滞现象,混凝土底板的剪力滞效应不及前者明显。采用截面分析法对模型梁的承载力和变形进行计算分析,其结果与试验结果吻合良好。此外,通过抗弯承载力分析表明,槽形钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力不能套用全截面应力的矩形图分布模式进行计算,应考虑适当折减。

FCSR新型管幕构件抗弯性能试验研究及数值分析

基于翼缘板-槽钢连接的新型管幕构件(flange-channel steel roof,FCSR)室内抗弯试验,研究了FCSR新型管幕构件的工作机理和破坏模式.为充分研究钢管壁厚、翼缘板厚度、混凝土强度和钢管间距等结构关键参数对FCSR管幕构件抗弯性能的影响,通过ABAQUS软件建立了FCSR管幕构件的有限元模型.研究结果表明:构件发生明显的延性破坏,具有较高的横向刚度;钢管壁厚和混凝土强度对构件承载力具有一定的影响,翼缘板厚度对承载力影响不明显,钢管间距对承载力影响较为明显.研究结果可为新型管幕结构的应用提供一定的依据.

C型钢的冷弯成形工艺参数分析及优化

针对正交试验设计方法在工艺参数水平较多时,试验数量巨大,甚至无法进行的缺点,本文提出了利用均匀试验的方法来研究多水平工艺参数对C型钢成形质量的影响。先是采用MSC.Marc对C型钢的整体及各层的应力应变分布进行了分析。然后,将基于均匀试验设计获得的计算结果样本在MATLAB中对数据进行了回归分析,得到了优化的工艺参数。结果表明:合理的工艺参数能够降低板材成形的边部最大等效应变,有效改善了冷弯产品的质量。

Q235A槽钢缺陷原因分析

对生产中发现的严重裂缝掉块的槽钢进行缺陷分析。结果表明,槽钢缺陷产生的原因与钢坯质量不 良有关。

冷弯薄壁槽钢柱畸变屈曲的有限元分析及一种控制措施

冷弯开口薄壁型钢构件的失稳模式主要有三种:局部屈曲,畸变屈曲,整体屈曲(弯曲失稳或弯扭失稳)。但对于冷弯薄壁槽钢而言,畸变屈曲通常起控制作用。本文利用有限元法分析了冷弯薄壁卷边槽钢在轴向压力和对称平面内弯矩共同作用下的受力性能,并提出了一种能有效防止构件发生畸变屈曲的方法,供工程设计参考采用。

“格栅-槽钢”联合支护技术的研究与应用

西部高原地区以其强风化、常冻融的地质条件给矿山施工带来前所未有的挑战。因此,矿山开挖后,初期支护显得尤为关键。为了顺利实现“小切口、快进硐、强支护”和方便现场施工,对传统的钢格栅和钢支撑支护技术进行了优化,提出了“格栅-槽钢”新型联合支护技术,将格栅的柔性和槽钢的刚性巧妙地结合起来,与模筑混凝土形成联合支护体;采用三维数值模拟对“格栅-槽钢”联合支护的安全稳定性进行了研究和分析;结合现场施工监测,进一步验证了“格栅-槽钢”新型联合支护技术的可行性和安全性。

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。

双肢拼合热轧槽钢梁受弯性能的非线性有限元分析

为了研究一种新型装配式梁板集成组合楼盖中双肢拼合热轧槽钢梁的受弯性能,通过有限元软件ABAQUS对拼合梁进行数值分析,考察了螺栓间距、螺栓预紧力、螺栓种类和螺栓布置方式对双肢拼合热轧槽钢梁的破坏模式和极限受弯承载力的影响。结果表明:试件极限受弯承载力低于同截面整梁,且其破坏模式均为弯扭失稳破坏;双肢拼合热轧槽钢梁的极限受弯承载力与单槽钢梁相比具有"1+1≥2"的拼合效应;螺栓间距对双肢拼合热轧槽钢梁的承载力影响较大,而螺栓预紧力、螺栓种类和螺栓布置方式对其影响较小。

基于MASW的钢-混凝土组合板界面剥离损伤识别

目的提出一种基于多通道面波分析技术(MASW)的钢-混凝土组合板界面剥离损伤识别方法。方法从Rayleigh波的波动方程出发,结合MASW技术建立钢-混凝土组合板有限元模型,通过激励正弦信号产生Rayleigh波,研究其波速衰减特征,并提出基于波速衰减的MASW损伤识别算法;搭建MASW试验平台,建立多通道超声面波检测系统,并进行多道信号采集和数据处理,验证所提出算法的有效性。结果数值模拟中,组合板的界面剥离损伤使表面波产生"分流"现象并造成表面波速度衰减,其衰减幅度与剥离长度密切相关;MASW试验中,表面波在损伤区域发生了较大程度的波速衰减,其波速衰减的起始道间与剥离损伤的起点和终点相对应。结论波速衰减幅度与剥离长度近似呈正相关的线性关系,所提出的损伤识别方法能够确定剥离损伤的具体范围,识别精度达到厘米级。

冷弯槽钢承受集中荷载时腹板压屈的数值分析

引用国际上最新的试验结果,对集中荷载作用下的冷弯薄壁非卷边槽钢进行数值模拟,数值计算结果与试验数据吻合良好。利用有限元软件进行多参数的数值分析,得出影响槽钢腹板压屈的主要参数,并对其影响程度进行定量分析。在试验研究和数值分析的基础上,给出计算槽钢腹板压屈荷载的建议公式,公式计算的结果与试验数据吻合良好,说明建议公式是合理且偏于安全的。