现浇楼板对钢筋混凝土框架结构在地震作用下破坏形式的影响

"5.12"汶川地震造成一些钢筋混凝土框架结构损坏甚至倒塌。灾后调查发现,框架结构震害特点之一是柱端而非梁端出现塑性铰的"强梁弱柱"破坏形式,这与结构抗震设计概念中的"强柱弱梁"不符。国内外研究表明现浇楼板增大了梁端抗负弯承载力,但其对整个框架结构屈服机制的影响研究依然不足。针对这种现象,应用有限元软件ABAQUS对汶川地震中都江堰市某典型"强梁弱柱"框架进行三维动力弹塑性时程数值模拟,着重从结构角度上分析了现浇楼板对框架结构抗震性能的影响、探讨了负弯矩作用下梁端有效翼缘的取值。经分析,发现按照目前我国规范设计的框架在遭遇大震时较难实现"强柱弱梁"屈服机制。框架设计时宜在柱端弯矩增大系数不变的情况下,负弯矩作用下梁端有效翼缘范围内的板筋参与梁受弯,建议该范围取6倍板宽;大震下框架弹塑性变形验算宜采用考虑现浇楼板的计算模型。

钢-混凝土组合梁中混凝土翼板的收缩应力

忽略钢-混凝土组合梁界面滑移,认为混凝土收缩引起的横截面变形符合平截面假定,由此建立混凝土收缩内力平衡方程和收缩应力计算公式。提出考虑混凝土收缩影响的组合梁混凝土开裂弯矩计算公式,以及混凝土收缩引起的组合梁挠度计算公式。算例表明,在进行组合梁混凝土的抗裂分析时,混凝土的收缩应力不容忽视。混凝土收缩引起的组合梁挠曲变形随组合梁跨高比的增大而迅速增加,大跨度组合梁的收缩挠度可以得到跨度的1/1000以上。对于混凝土翼板恒定的变截面组合梁,混凝土的收缩应力基本不随截面变化。组合梁混凝土收缩应力随混凝土翼板配筋率的提高而增加,但总的变化幅度不大。

钢结构住宅开孔组合扁梁楼盖的研究

楼盖体系是影响钢结构住宅性能和造价的重要因素.笔者介绍了目前适用于钢结构住宅中的楼盖体系的主要优点,并在此基础上提出了开孔组合扁梁楼盖体系———开孔梁与下承式楼板组合楼盖.采用有限元分析的方法,对其进行了有限元分析,并对梁板共同工作的可行性和节点处的连接情况进行了研究.分析结果表明,开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中的广泛应用.

基于ABAQUS的梁板叠合构件受剪性能有限元分析

钢筋混凝土宽柱双梁框架结构体系是旧房托换改造的一种新理念,由楼面板开孔浇筑托换梁混凝土,形成了新梁旧板叠合结构。基于有限元软件ABAQUS,对梁板叠合构件受剪承载力进行了数值模拟,研究了素混凝土浇筑孔个数对叠合构件整体性能的影响。模拟中采用三维实体建模,并从单元的选取、接触面的相互作用、材料本构的定义、荷载的施加等方面进行了较为系统地阐述。研究表明,有限元软件ABAQUS是分析叠合梁板构件受力性能的一种行之有效的工具;随着孔洞个数的增加,叠合的梁板趋于一整体,协调变形,共同工作,承载力逐渐增大,梁板叠合构件发生剪压破坏。

开孔梁与下承式楼板组合结构的理论分析和设计应用

结合多层及小高层框撑体系钢结构住宅示范楼的设计,对钢结构住宅梁板体系优化过程中,开孔工字梁(或开孔梁)与下承式楼板的理论分析和设计应用问题进行研究。主要采用有限元分析的方法,对现浇楼板与开孔梁的组合楼盖进行有限元分析,对梁板共同工作的可行性和节点处的连接情况进行研究。分析结果表明:开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中广泛应用。

箱梁现浇预应力组合桁式膺架体系研究

本文深入研究简易拆装梁桁架作为混凝土箱梁现浇膺架的可行性 ,提出预应力组合桁式膺架体系的结构形式及其力学原理 ,经系列承载试验验证 ,首次在高墩顶部采用可拆装翼板式托架 ,成功实施高墩膺架整体横移新工艺。工程实践已证明该体系的可靠性和显著的技术经济效益。

货车L-B型组合式制动梁撑杆翼板裂纹补修措施及处理方案

针对铁路货车用L-B型组合式制动梁撑杆翼板产生早期裂纹的情况,通过分析、试验制定了对在役梁的补修措施及新造梁的处理方案。为消除由焊接工艺不当从而引发该裂纹的焊趾根部宏观和微观缺陷、焊接接头较大的残余拉应力和不利显微组织等,提出了探伤、打磨、热处理、检验相结合的在役梁补修工艺措施,给出了新造梁采用轻质卡子安全链的处理方案。

工字型钢-混凝土组合梁竖向抗剪性能数值分析

为了明确工字型钢-混凝土组合梁的竖向抗剪性能,通过建立三维有限元数值模型,对试验过程进行非线性数值模拟与分析,计算结果和试验数据比较吻合。利用该模型,分析工字型钢-混凝土组合梁的竖向受力变形机理,探讨混凝土翼板强度、混凝土翼板的宽度及其有效高度、剪跨比与混凝土翼板的剪跨比对组合梁混凝土翼板抗剪性能的影响,可为工程设计提供参考依据。

钢混凝土组合梁桥施工关键技术

为推进钢结构桥梁建设,交通运输部发布了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》(交公路发[2016]115号),决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设,提升公路桥梁品质,发挥钢结构桥梁性能优势,助推公路建设转型升级。

现浇楼板对框架结构抗震性能的影响分析

考虑现浇楼板的板厚、节点类型、楼板有效翼缘宽度三方面因素,来分析现浇楼板参与抗震作用时对框架结构达到"强柱弱梁"破坏机制的影响.运用ABAQUS有限元软件模拟分析,建立一个标准模型,然后改变板厚建立一个对比模型以分析板厚对抗震程度的影响.在标准模型中分别取梁板柱中节点和梁板柱边节点,分析不同的节点类型对楼板参与抗震程度的影响.在标准模型同一节点中,改变现浇楼板有效翼缘宽度,以求找到参与抗震效果最良好的楼板有效翼缘宽度.通过ABAQUS有限元软件的计算分析,得到3点结论:增大楼板厚度,可以提高框架结构的抗震性能;在楼板有效翼缘宽度取6倍板厚时,可以得到最好的抗震效果;在不同节点类型的条件下,楼板参与抗震的程度不同.

完全剪力连接现浇板组合梁疲劳性能试验研究

为了解组合梁的疲劳性能并为后续疲劳试验中参数的确定及对比分析提供依据,对1根完全剪力连接程度的现浇板组合梁施加等幅疲劳荷载。结果表明:完全剪力连接程度的现浇板组合梁疲劳破坏极易发生在钢梁的热影响区;疲劳破坏发生前,组合梁平截面假定始终成立;钢梁截面及混凝土翼缘板在整个试验过程中基本保持了初期的力学性能,混凝土翼缘板下侧裂缝开展及其与钢梁交界面的相对滑移都很小,整个梁的刚度退化也不明显。

RC框架结构“强柱弱梁”影响因素的探讨与分析

结合"5.12"汶川大地震的震害分析,分析探讨了钢筋混凝土框架结构所出现的"强梁弱柱"破坏。利用对国内外研究成果的分析和总结,寻求影响"强梁弱柱"破坏的主要因素,以便确定合理的柱梁的抗弯承载力来满足"强柱弱梁"的设计要求,并指出了今后如何满足"强柱弱梁"的研究方向,同时给出了影响"强柱弱梁"的三个关键因素,而对于这些因素如何具体应用到框架结构中则有待进一步探讨。

现浇楼板框架结构“强柱弱梁”屈服机制有限元分析与研究

结构抗震设计的基本原则之一是保证"强柱弱梁",设计期望结构在受到强震作用时梁先于柱破坏,通过梁铰消耗地震能量,避免结构倒塌。然而实际震害调查结果表明,框架结构并未实现预期的"强柱弱梁"型的破坏形态,反而更多的呈现为"强梁弱柱"的破坏模式。通过运用有限元软件,重点研究框架梁端两侧不同宽度范围内的楼板对框架结构"强柱弱梁"屈服机制形成的影响,并给出有效翼缘的建议取值以及改进的设计建议。

中小跨径钢板组合梁桥上部结构施工技术

钢板组合梁在结构方面具有材料组合效果好、可工厂化施工、安装轻型化、低碳环保等优势,并在分块预制桥面板组合梁的基础上有了进一步改进提升。重点阐述了中小跨径钢板组合梁桥上部结构的施工技术,为类似工程施工提供参考。

钢-混凝土组合梁混凝土翼板开洞截面有效翼缘宽度分析

通过ANSYS软件对混凝土翼板开洞的钢-混凝土组合梁进行了分析计算,与试验结果的对比表明有限元计算结果可靠。通过有限元建模计算分析,探讨了混凝土翼板的正应力分布规律,并通过参数分析,提出了在弹性范围内钢-混凝土组合梁混凝土翼板开洞截面有效宽度的实用设计公式,并与试验测得的挠度及有限元计算挠度进行了对比。

方钢管混凝土柱-组合梁框架抗连续倒塌性能试验研究

为了研究组合梁对方钢管混凝土柱-组合梁框架抗连续倒塌性能的影响,设计了带有混凝土现浇楼板方钢管混凝土柱-组合梁框架(CFSTCBF)及不带楼板的方钢管混凝土柱-钢梁框架(CFSTSBF),采用拆除构件法对两个试件的抗连续倒塌性能进行竖向加载试验研究,对其在中柱失效工况下的破坏模式、受力机理以及主要的抗力机制进行分析,同时对现浇混凝土楼板和节点在连续倒塌过程中的性能进行探讨。研究表明:两个试件的破坏均是由正弯矩区钢梁破坏引起,结构的倒塌阶段可分为弹塑性阶段、塑性阶段、过渡阶段和悬链线阶段,压拱机制和悬链线机制均能改善结构的抗倒塌性能;混凝土楼板可以有效增强结构的承载能力,提高结构的初始转动刚度,但在改善结构变形能力方面的作用较弱。

混凝土翼板完全断开的钢-混凝土组合梁纯钢梁段的受压翼缘局部稳定性分析

为解决实际工程中遇到的混凝土翼板完全断开的钢-混凝土组合梁受压翼缘局部稳定性问题,基于薄板理论,对组合梁混凝土翼板开洞处纯钢梁段受压翼缘的临界屈曲应力计算公式进行了推导,考虑了弯矩梯度的影响,并用通用有限元软件ANSYS验证了公式的准确性。根据临界屈曲应力计算公式得出了合理的受压翼缘宽厚比限值,与现行《钢结构设计规范》中的规定进行了对比。对比结果表明:将《钢结构设计规范》中的宽厚比限值直接用于组合梁开洞处的纯钢梁段,显得过于保守。最后通过算例分析,进一步验证了该文的结论。