钢波纹板-模袋混凝土支护结构及其在圆形竖井中的应用研究

为探究钢波纹板-模袋混凝土支护结构的施工工艺及其应用效果,通过室内单轴压缩试验研究加压排水工艺对不同养护龄期模袋混凝土强度的影响规律;然后,建立三维有限元数值模拟,开展钢波纹板-模袋混凝土支护结构第2阶段现场工艺试验,验证其结构和工艺的可行性及工程效果。结果表明:1)加压排水工艺可以显著提升模袋混凝土的早期抗压强度,轻质量模袋在加压排水中对模袋混凝土抗压强度的提升效果最佳;2)模袋混凝土能够有效地填充钢波纹板与开挖面间的空隙,模袋有助于混凝土气体与水分的排出,从而缩短凝固成型时间;3)混凝土灌注过程对钢波纹板受力影响轻微,各块波纹钢构件在工作状态下均匀受力;4)类似工程中推荐应用轻质量的涤纶长丝纺粘针刺非织造土工布模袋。

带翼缘板圆钢管顶进过程土体变形数值模拟

在传统管幕工法的钢管两侧分别焊接上下两条钢板(称为翼缘板),并将相邻钢管翼缘板焊接形成新型管幕结构.由于翼缘板的存在,顶进过程土体变形规律与圆形钢管不同.本文应用Midas GTS有限元分析软件,对不同钢管直径、翼缘板位置的带翼缘板圆钢管顶进过程进行模拟.结果表明,随上下翼缘板间距增大或管径的不断增加,管顶土体沉降、管底土体隆起、翼缘板处土体竖向位移不断增大;当顶管开挖面距离监测断面一节管长时,监测断面位置土体隆起;顶至监测断面位置时,土体变形变为沉降;当顶管位置超过监测断面一节管长后,土体变形趋于稳定;同时通过拟合曲线,得到了土体变形与上下翼缘板间距、管径的函数关系.

屋面排气管弧形墩台组装式模具施工技术应用

工程研发了一套屋面排气管弧形墩台组装式模具装置。采用定型加工的四块组装式圆弧状钢模板组拼成标准化弧形墩台模具装置,排气管墩台上下口采用角钢焊接固定,角钢对接面为方钢板,通过对接方钢板预留螺栓孔螺栓连接,上下角钢四角焊接拆模耳环,用于引导操作人员将四块钢模板向四侧对角拆模,避免拆模对混凝土墩台周边产生破坏,现场安装定位,解决了排气管弧形墩台成型难题。与传统木模施工相比,安全可靠,提高了施工效率和施工质量,一次成型,解决了传统木模施工屋面排气管弧形墩台成型效果和成型质量差的难题。

圆钢管混凝土柱钢梁框架节点型式的介绍

本文根据各国节点设计的不同思想,按照柱贯通式节点和梁贯通式节点分类,介绍分析了圆钢管混凝土柱钢梁框架的一些研究和使用较多的节点的构造型式、受力特征和优缺点,并提出了简洁合理的端板螺栓连接新型节点型式,以供圆钢管混凝土柱钢梁结构体系的节点设计参考。

圆形竖井钢波纹板-模袋混凝土支护结构现场试验研究

为解决喷射混凝土工作环境差、能耗高以及施工中跑浆、漏浆等问题,提出钢波纹板结合模袋混凝土的新型支护方案。依托圆形竖井,采用倒挂井壁逆作施工法展开现场试验,分析灌注压力的变化规律及其影响。结果表明:(1)模袋混凝土可充填开挖面与钢波纹板之间的构造间隙及预留空间,与钢波纹板形成具有一定强度和刚度的组合结构,能够维持开挖面稳定、抵抗开挖面变形,施工工艺具有可行性;(2)根据现场监测结果可知,在混凝土灌注过程中,模袋内混凝土流动性良好,能充分填充模袋,注满后,灌注压力逐渐消散,且钢波纹板产生的环向应变很小,支护结构在工作状态下均匀受力;(3)试验选用的土工布均具有透气、透水、不透浆的特性,能有效解决喷射混凝土施工存在的跑浆、漏浆等问题,但材料特性和加工性能略有差异;(4)钢波纹板与模袋混凝土结合形成的新型支护结构,为隧道等地下工程支护技术提供了新思路,具有重要意义。

圆弧切口钢板剪力墙的抗侧承载力研究

《钢板剪力墙技术规程》规定:应采用相应的构造和施工措施来实现钢板剪力墙不承受竖向荷载的计算假定,当钢板剪力墙承受竖向荷载时,其内嵌钢板抗侧承载力会有所折减,鉴于此,提出一种在内嵌钢板的顶部和底部开设圆弧切口的钢板剪力墙。利用有限元软件ABAQUS对钢板剪力墙进行静力荷载作用下的数值模拟,研究开设圆弧切口的构造措施对减弱竖向荷载对内嵌钢板抗侧承载力不利影响的效果,通过分析该构造措施引起的内嵌钢板抗侧承载力折减率,确定弧长和弧高的最优取值范围。结果表明:在内嵌钢板上开设圆弧切口的构造措施能有效减弱竖向荷载对内嵌钢板抗侧承载力的不利影响;圆弧切口越大,竖向荷载对内嵌钢板的抗侧承载力的影响越小。建议弧长取内嵌钢板跨度的1/3～1/4,弧高取100～150mm。研究成果可为钢板剪力墙在实际工程中的应用提供理论基础。

环口板加固T型圆钢管节点受压承载力与滞回性能的试验研究

为了研究环口板加固对T型圆钢管节点的受压承载力与滞回性能的影响,制作了两组试件,每组试件分别有一个未加固T型和一个环口板加固型T型圆钢节点。第一组试件与第二组试件分别进行受压承载力试验与滞回试验。实验结果表明环口板加固节点的承载力与滞回性能分别好于未加固试件。

薄钢板在CL-20基含铝炸药内爆载荷作用下的变形响应和工程预测

针对圆形钢板在内爆炸载荷作用下的变形响应问题,利用爆炸容器罐进行了一系列以六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基含铝炸药为主的内爆炸试验。以圆形钢板作为容器罐装填口的密封结构来承受装药爆炸冲击载荷,开展了100 g、200 g两种装药量下10%、20%、30%3种不同铝含量的CL-20基含铝炸药内爆炸冲击加载密封钢板的测试试验;建立了密封钢板最大残余变形挠度的工程预测模型。结果表明:铝粉在后燃烧阶段释放的能量对冲击钢板变形能起到一定作用,密封钢板的最大残余变形量取决于炸药内爆炸初始冲击波的有效冲量(正相位冲量);对于200 g装药量,随着铝含量由10%升至30%,初始冲击波有效冲量依次降低6.9%和7.8%,钢板的变形和失效程度减小,最大残余变形挠度依次减小5.3%和7.5%.

钢板剪切边开裂原因分析及改进剪切质量的措施

针对钢板原始剪切边在用户再加工过程中产生边部开裂的问题,采用钢板纵向样进行了实验室模拟试验,分析认为,边部开裂的主要原因是钢板原始剪切面剪切弯钩、毛刺引起的应力集中及再加工工艺不当。剪切间隙、重叠量调整、剪切温度、剪切力、剪切量等因素都影响钢板的剪切质量。结合安钢实际情况,采取新上风雾冷却装置,降低钢板剪切温度,优化剪刃重叠量、水平间隙调整工艺及热态毛边放尺量等措施,提高了钢板剪切质量,减少了质量异议。

倒三角形截面板管连接式钢圆弧拱在平面内的稳定承载力研究

采用理论推导与数值模拟相结合的方法,对倒三角形截面板管连接式钢圆弧拱在平面内的弹性屈曲和弹塑性屈曲进行了深入研究。首先,理论推导了拱的截面剪切刚度,并提出了拱在全跨均布径向荷载作用下的弹性屈曲公式。此外,还提出了避免连接板和弦杆在拱发生整体弹性失稳之前发生局部失稳的限制条件。然后,分别研究了在全跨均布径向荷载和全跨均布竖向荷载作用下,拱的整体弹塑性失稳机理。结果表明,在全跨均布径向荷载下,拱在1/4跨和3/4跨附近的弦杆会发生屈服,最终发生拱的整体弹塑性失稳。基于数值结果,建立了拱在全跨均布径向荷载作用下的稳定曲线,并针对拱发生整体弹塑性屈曲提出了相应的稳定承载力设计公式。在全跨均布竖向荷载作用下,钢拱发生整体失稳时,在拱脚两端附近的下弦杆会进入屈服。同样地,本文也提出了拱在全跨均布竖向荷载作用下,发生整体弹塑性失稳时的稳定极限承载力设计公式。本文所建议的公式与有限元结果符合得较好,可供实际工程设计参考。

环口板加固T型圆钢管极限承载力的试验研究

为研究环口板的加固效果,对5个T型圆钢管试件支管处施加轴向压力,试验分析了加固、环口板加固及伤损再加固后钢管的极限承载力,试验结果表明:环口板可以有效的提高主支管节点处的刚度,提高试件的承载力,对于不同程度的伤损试件,环口板依然有着可观的加固效果。

结构损伤对T型圆钢管环口板加固的影响

制作了5个T型圆钢管节点构件,对各个构件进行了静力荷载试验,分析了结构损伤对T型圆钢管环口板加固的影响,结果表明:环口板尺寸越大,受到的结构损伤影响越明显。

烟囱用钛/钢复合板坡口机加工艺的改进

利用铣边机、刨边机等传统方法对2/6 mm×2500 mm×6900 mm钛/钢复合板进行坡口加工,无法满足"直边且刻槽宽度5 mm,边部超声波探伤(UT)检验符合ASTM A578-07 C级"的技术要求。为此,分析了复合板机加工分层的原因,并改用激光切割和圆盘锯切的方法,通过优化激光功率、峰值功率、脉冲频率、辅助气体、进给速度、圆盘锯转速等参数,有效解决了钛/钢复合板坡口机加中出现的边部分层、钛层撕裂等问题,产品经过UT检验满足客户要求。

Q460高强钢管-工字钢梁节点承载力试验及分析

通过Q460高强圆钢管-工字钢梁节点承载力试验,研究环向节点板宽度、主管轴压力对钢管节点承载力、破坏模式的影响。试验表明:该新型钢管节点具有良好的延性,增大节点板宽度可以有效增大节点承载力;钢管节点的破坏模式为环向节点板与节点区主管发生局部屈曲。建立平面钢管节点的非线性有限元分析模型,分析得到钢管节点的承载力与试验结果吻合较好;进行了Q460圆钢管-工字钢节点承载力的理论分析,承载力试验值比理论计算值大,承载力计算理论偏于安全,可以满足工程设计的需要。基于试验和有限元模拟分析,建议该新型钢管节点的节点板宽度取大于等于5.0倍节点板板厚。

杭州西站矩形管桁架与圆管网架连接节点研究

杭州西站为复杂钢-混凝土混合结构,钢屋盖为立体管桁架结构与网架混合结构,结构最大高度55.950 m,平面尺寸为325 m×245 m,结构体型不规则、传力复杂,采用3D3S进行钢结构设计,采用有限元软件进行节点有限元分析。介绍圆钢管内加劲板节点模型的建立,对比节点在有十字加劲板和无十字加劲板时最不利工况荷载下的受力情况。结果表明,圆钢管内加劲板节点能够较好地满足节点安全性要求和结构合理性要求,节点安全、可靠。

大含钢量底板钢筋工程实践

针对具体工程底板所用钢筋粗大、含钢量高、总用量大、工期紧张的情况,介绍了钢筋工程方案制定中的钢筋排布形式选择。通过在钢筋支架立柱和横梁选用工字钢,钢筋支架中部设置小牛腿,确保了施工的质量。结合工程实际,对钢筋支架的安装流程和大直径圆形基坑底板钢筋工程中的设备投入情况及实施工效进行了介绍,以期为类似工程提供借鉴。

水泥厂特殊形状屋面压型钢板技术的应用

本文以鲁南水泥厂和云浮水泥厂压型钢板技术应用为实例,介绍了这一新技术在水泥厂特殊形状屋面上的使用效果。该项技术的使用能降低工程追价,便于施工,具有广阔的应用前景。

非圆截面战斗部侵彻双层钢板数值模拟

为研究非圆截面战斗部侵彻特性,进行了圆形截面和非圆截面2种截面战斗部侵彻双层钢板数值模拟,并对数值模拟结果进行分析。在笔者分析的侵彻条件下,圆形截面和非圆截面战斗部穿靶后其剩余速度最大相差仅有4.6%;弹体穿靶过程的姿态变化是由作用在弹体上的力矩而产生的,由于非圆截面弹体质心偏离弹轴,而圆形截面弹体质心在弹轴上,因而2种弹体在穿靶过程中的弹体姿态变化不同。该模拟可为非圆截面战斗部工程设计提供参考。

基于微观断裂模型X型圆钢管加强板相贯节点断裂性能研究

为了研究X型圆钢管相贯节点和加强板加强的X型圆钢管相贯节点的裂纹扩展过程,本文通过Fortran语言将VGM模型编译成VUSDFLD子程序对本文设计的16个节点模型进行有限元分析,并研究加强板的长度、厚度、宽度参数及支主管外径比对节点极限承载力的影响。结果表明:当节点达到开裂时,节点不会立刻失去承载能力,随着裂纹扩展一段长度后才丧失承载力;加强板可以提高节点的极限承载力,加强板长度和宽度参数对节点断裂极限承载力的影响较小,加强板宽度参数会改变节点的破坏模式,当加强板宽度参数较小时,加强板与主管连接焊缝出现断裂裂纹,加强板宽度参数较大时,支管与加强板连接焊缝出现断裂裂纹,随着加强板厚度和支主管外径比的增加,节点的断裂极限承载力会增加,本文大部分节点的裂纹均出现在受拉支管屈服之后,从工程设计应用考虑,杆件破坏应先于节点连接破坏,故采用加强板对X型圆钢管相贯节点进行加强是合适的。

方正金融中心主塔楼结构选型与分析

方正金融中心主塔楼结构高度为230.80m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系。外框架由圆钢管混凝土柱与实腹钢梁组成,核心筒采用钢板组合剪力墙,并在建筑避难层与设备层设置两道加强层以提高整体结构的刚度。重点介绍了该工程结构选型与特点、钢板组合剪力墙连接构造与特点、伸臂桁架与环带桁架的优化设置、整体计算结果等内容;结果表明整体结构主要指标满足规范要求,结构选型合理。