PC钢棒-钢筋混合配筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究预应力混凝土用钢棒(steel bar for prestressed concrete, PC钢棒)-钢筋混合配筋混凝土柱的抗震性能,设计制作了5根相同尺寸、相同纵筋配筋率、不同PC钢棒替代率的PC钢棒-钢筋混合配筋混凝土柱试件,通过拟静力试验研究了PC钢棒替代率对试件抗震性能的影响规律。结果表明:随着PC钢棒替代率的提高,试件的裂缝分布高度降低,裂缝数量变少,滞回曲线的饱满程度逐渐降低,耗能能力降低,残余位移角减小,自复位能力增强;当PC钢棒的替代率不大于50%时,各试件的峰值荷载接近;当PC钢棒的替代率大于50%时,试件的峰值荷载随PC钢棒替代率的增大而提高;当加载位移角相同且不大于1.0%时,配置PC钢棒的混凝土柱的残余位移角较为接近,且明显小于未配置PC钢棒的钢筋混凝土柱的残余位移角;当加载位移角相同且大于1%时,柱的残余位移角随着PC钢棒替代率的增高而降低。

高层钢框架—中心支撑结构设计研究

对高层钢框架-中心支撑结构设计过程中的跃层柱计算、拉链杆设计、钢框架节点计算、钢筋混凝土梁与钢柱连接节点设计等问题进行分析探讨,提出解决方案。同时,结合实际工程案例,证明解决方案的合理性,所得结果可供工程设计参考。

独柱型钢塔分离式钢箱梁斜拉桥塔梁施工关键技术

南京浦仪公路跨江大桥主桥为主跨500 m的双塔双索面斜拉桥,桥塔为中央独柱型全钢结构,主梁采用扁平流线型分离式钢箱梁,梁宽54.4 m。桥塔竖向分19个节段制造、安装,各节段间均采用高强度螺栓连接。钢塔节段制造过程中,通过重构节段的轴线使节段的端面相匹配,利用二次接刀技术进行端面机加工;首节钢塔通过50根锚固拉杆与塔座连接,采用三层定位支架定位锚固拉杆;首节钢塔底面与塔座间采用5 cm厚的水泥基无收缩自密实灌浆料填实。主梁标准梁段吊装时,采用不限制梁段间相对转动的临时匹配件和反力座调整梁段间相对位置;合龙段施工时,对钢箱梁顶推合龙施工进行优化,提前配切合龙段,无需施加配重,将同时施工2条合龙环缝优化为单次施工1条环缝,完成合龙。

套管加固法加固轴压钢管柱力学性能研究

套管加固法加固轴压钢管柱是一种能有效抑制轴压钢管柱屈曲失稳的加固方法,具有理论清晰、构造简单、安全可靠、技术合理、经济适用等显著优点。本文基于ABAQUS软件模拟分析内杆长细比及套管内杆长度比对杆件在轴向压力作用下的破坏机理及极限承载力的影响,选取4种不同套管内杆长度比和6组内杆长细比不同的杆件进行有限元模拟分析,得出套管内杆长度比及内杆长细比对杆件轴压极限承载力的影响规律,为套管加固法在工程中的应用提供一定的设计依据。

混凝土斜立柱桥墩水平钢拉杆施工数值分析

混凝土斜立柱桥中水平钢拉杆的张拉施工至关重要。以天津市冬旭路跨京津塘高速公路桥为工程背景,采用有限元软件,模拟计算不同张拉施工方案,为施工方案的改进和选择提供理论支撑。

三角形钢屋架力学计算模型的研究

对三角形钢屋架的杆件类型及立柱抗侧刚度因素对屋架的内力影响进行了研究.由于三角形屋架的弦杆制作通常采用整根杆件制作,与腹杆用节点板连接,并支撑于钢立柱上,因此弦杆杆件类型及立柱侧移刚度对屋架内力有一定影响.本文利用MIDAS对某仓库工程三角形屋架进行了4种力学模拟计算,通过对比:设计时,三角形钢屋架的弦杆按梁单元是必要的,同时不考虑立柱抗侧刚度对屋架内力影响.对此类屋架设计本文提出了明确的计算方法,具有较高的实用价值.

铸钢长杆件铸造工艺的应用开发

铸钢长杆件在铸造过程中易产生变形而影响铸件品质。通过一型多件的组芯,加强筋,浇冒系统以及后工序特别措施的综合工艺应用开发,使铸钢长杆件立柱在首次生产中一次通过内外品质验收标准,且工艺过程与现有的生产设备和工装器具妥当适配,取得了铸件品质和生产效益的良好效果。

外露式柱脚的转动刚度及其对门式刚架设计的影响分析

针对外露式柱脚的转动刚度在结构设计中常常被忽略的问题,为了进一步研究柱脚转动刚度对结构的影响,总结合理的计算方法,基于当前的相关的理论和试验研究成果,归纳了几种计算柱脚转动刚度的计算方法及公式,并研究了不同计算方法的背景条件和适用范围。通过具体工程案例,对几种计算方法得到的刚度结果及其对上部结构的影响进行了对比分析。结果表明,三种公式各有其适用特点,转动刚度对结构的影响较大。外露式柱脚的转动刚度与柱脚锚栓的尺寸,底板的厚度,锚栓和加劲肋的布置及支座混凝土强度有很大的关系,增大锚栓直径,增加底板厚度都会显著提高柱脚转动刚度。

钢管混凝土结构在体育场馆中的应用

兰州师范专科学校体育馆结构设计,应用了新的结构—钢管混凝土。在屋盖结构设计中,用钢管混凝土轴心受压杆件作为网架的压杆。在主体结构中,用钢管混凝土柱作为整个建筑物承重和抗震结构体系,体现了中国传统建筑风格和现代化技术的良好结合。在国内体育馆建筑中,这种结构体系尚属首例。本文介绍了钢管混凝土柱的结构受力体系、计算分析、主要构造的处理、地震作用的影响,以及钢管混凝土轴压杆件作为网架压杆的屋盖结构设计。对钢管混凝土的特点和技术经济效益的分析表明,钢管混凝土的综合经济效益是很显著的,这种结构体系必将得到越来越多的推广和应用。

万能杆件栈桥设计与施工技术

通过对高家花园嘉陵江大桥复线桥栈桥的设计和施工方法进行阐述,提出了采用万能杆件作为栈桥主桁、采用钢管立柱作为栈桥立柱的栈桥布置方式,对布置大跨度栈桥具有优越性,可节约工期,降低造价。

采用马氏体镍钛形状记忆合金螺杆的钢框架梁柱节点滞回性能试验研究

为研究采用马氏体镍钛形状记忆合金螺杆的钢框架梁柱节点力学性能和耗能能力,对马氏体镍钛形状记忆合金材料进行了单调拉伸和形状记忆效应试验,对采用马氏体镍钛形状记忆合金螺杆的梁柱节点进行了拟静力试验和加热修复后的再次试验。研究结果表明:镍钛合金具有较大的可回复应变,从而能够适应节点不同程度损伤状态的性能修复要求;采用马氏体镍钛形状记忆合金螺杆的钢框架梁柱节点具有稳定的滞回性能和耗能能力;节点具有后期强化效应,能够一定程度上弥补或消除节点部位受损元件引起的节点性能退化;镍钛合金独特的形状记忆效应和优越的疲劳性能确保了镍钛形状记忆合金螺杆的可重复使用和复原节点性能的能力;螺杆应变过大将导致形状记忆效应衰退,加热修复后将产生残余变形。最后,通过与角钢连接和钢螺杆连接的钢框架梁柱节点的性能对比分析,发现采用马氏体镍钛形状记忆合金螺杆的钢框架梁柱节点具有更好的延性和能量耗散能力。

外露式钢柱脚抗震性能试验研究

为研究外露式钢柱脚的抗震性能,对其进行了水平往复加载试验。试验中以锚栓的材料、数量和排列方式以及柱脚承受轴力等为变化参数,分析了不同参数对柱脚抗震性能的影响,研究了柱脚的承载力、刚度、延性及耗能能力等。结果表明：当钢柱受轴拉力作用时,外露式柱脚底板与基础分离,两侧锚栓同时承受拉力和剪力,柱脚产生明显的滑移变形,当柱转角为2%时锚栓断裂,受弯承载力为相同轴压试件的17.7%。当钢柱受轴压力作用时,外露式柱脚产生转动变形,底板绕某一点转动,翘起处锚栓受拉,另一侧底板与混凝土基础接触产生压应力。采用热轧锚栓的外露式柱脚在大变形下表现出良好的耗能能力,而采用冷拔锚栓的外露式柱脚在柱转角为4%时破坏,转角延性系数降低了约60%。当轴压比为0.2时,在不同位置增加2个锚栓后,外露式钢柱脚受弯承载力较基本试件的分别提高了10%和16%,耗能能力分别提高了19%和9%。锚栓的布置方式对柱脚的初始刚度及耗能能力影响较大。

壁式钢管混凝土柱平面外穿芯拉杆-端板连接梁柱节点抗震性能试验研究

壁式钢管混凝土柱是一种特殊的矩形钢管混凝土柱,针对壁式钢管混凝土柱截面特点,提出了壁式钢管混凝土柱平面外穿芯拉杆-端板连接梁柱节点。通过3个足尺节点试件的低周反复加载试验和有限元分析,对其破坏模式、滞回行为、承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:节点的破坏模式为钢梁塑性铰区破坏,破坏区域钢梁上下翼缘屈曲或撕裂,梁与端板连接焊缝撕裂;滞回曲线稳定饱满,无明显捏拢;节点域混凝土损伤微小;破坏时位移延性系数大于3.0,等效黏滞阻尼系数大于0.34,具有良好的变形能力。所建立的有限元模型可较为准确地预测该节点在低周反复加载下的滞回行为。分析表明:随着轴压比提高,模型的延性降低;适当的增加钢梁翼缘和端板厚度可以提高节点的承载能力和延性。

超高密柱框架-核心筒结构的整体稳定分析及应用

贵阳世界贸易中心A塔楼,结构总高度381m,应用内置钢棒的钢筋混凝土框架柱和内置钢管的钢筋混凝土核心筒,形成密柱框架-核心筒结构;针对其“下大上小”的体型,外围采用缓倾斜的外框柱、内部以斜墙过渡实现核心筒向上缩小。对此超高的密柱框架-核心筒结构进行整体和专项的详细分析,作为刚度控制指标的整体稳定满足要求,抗震性能化设计满足规范要求。