RC刚架拱桥的板桁组合加固及动力特性

钢筋混凝土(RC)刚架拱桥常见的加固方法大多属于局部加强而非整体改造,因此对于改善结构受力性能的作用极其有限,难以满足我国现阶段公路交通荷载日益增大的需求。针对以上问题,文中首先提出了一种新型加固方法——板桁组合加固法,该加固方法在主梁两侧架设钢桁架,通过植筋、焊接、铺设钢筋网和浇筑混凝土等措施使钢桁架与主梁牢固连接,形成板桁组合结构,从而使结构受力从主梁受力体系转变成板桁组合受力体系,实现对结构受力的优化;然后,利用该方法对某刚架拱桥进行加固改造,通过有限元仿真模拟与桥梁动载试验,对该新型加固方法的有效性和实用性进行验证。结果表明:加固后结构自振频率有效提高;竖向刚度和承载力显著增大;结构一阶面内竖弯频率理论值较加固前提高80.5%,公路-I级荷载作用下加固后结构下挠值较加固前减小56.8%,混凝土构件应力水平较加固前减小10.9%~69.8%;该加固方法对结构的动力特性具有改善作用,加固后结构的竖向振动效应小于加固前且实测冲击系数远小于现行规范值,结构动力性能良好。

基于响应面法的船舶I型加筋板架轻量化设计

利用Ansys Workbench软件对船舶I型加筋板架进行有限元分析。建立优化数学模型,对板架的上板厚度、下板厚度、板筋高度以及板筋厚度进行优化。利用灵敏度分析法分析在重压载荷条件下相关结构对板架的最大变形以及质量的影响,并利用响应面法对板架进行优化。结果表明优化后的某I型船舶加筋板架质量减轻了21%,证明该方法可以实现船舶I型加筋板架的轻量化设计。

沿海地区输电铁塔抗风加固研究

为解决运行时间较长的输电铁塔运行时常发生大风倒塔事故的问题,以110 kV平闸甲、乙线双回路送电线路实际工程为背景,从对输电杆塔的防风校核和计算入手,建立有限元分析模型,对输电塔的薄弱位置进行分析。通过ANSYS软件模拟节点板建立实体模型,对输电塔和其节点进行数值分析,提出加固补强方法,从而提高了输电塔的抗灾能力,为沿海大风多发地区同类输电塔提高承载力提供参考。

基于空间虚拟层合单元法的撑架连续板桥加固研究

用实体退化虚拟层合单元法 ,建立多层复合板单元模型 ,对撑架连续板桥加固方案进行研究。计算结果证明 ,实体退化虚拟层合单元具有计算精度高、单元划分和模型建立简单、方便灵活等优点 ,具有很高的工程使用价值。同时 ,又证明了该加固方案的合理性和可行性。

框架梁负弯矩区粘钢加固锚固方法试验研究

为研究L型钢板在转角处不同锚固措施以及柱上箍板下边缘距梁顶不同距离时对梁端负弯矩区的加固效果,设计制作了三榀H型框架梁,对2个梁端配筋不足的梁采用4种不同的锚固方法进行粘钢加固,并将加固梁与全配筋的对比梁进行对比,分析了在静载作用下采用4种不同锚固方式粘钢加固的梁端负弯矩区的受拉钢筋应变、钢板应变以及跨中挠度的发展规律.试验结果表明,钢板转角处的刚度和梁、柱在转角处箍板的锚固强度是影响锚固效果的主要因素,增强钢板转角处的刚度能更好地发挥钢板的能力,实际加固效果也更能接近设计要求.

交错桁架结构中节点板计算方法研究

钢结构交错桁架体系中,桁架上、下弦均需搁置楼板,其腹杆与下弦连接节点板的强度与稳定性验算需分施工和使用两个阶段分别按照不同的条件计算。比较了中国钢结构规范和美国钢结构交错桁架设计指南中关于节点板计算的办法,推荐了交错桁架结构中桁架节点板的计算方法,比较了中、美规范所得结果的差异。算例计算表明,推荐的计算方法简洁实用。

防屈曲支撑-RC框架新型开孔钢板剪力键连接节点抗震性能研究

防屈曲支撑(BRB)作为一种优良的耗能构件,广泛应用于工程结构。在钢筋混凝土(RC)框架结构中布置防屈曲支撑时,支撑与梁柱节点的连接往往是结构抗震设计的重点和难点。传统的连接方式为节点板与梁柱混凝土中的预埋件焊接,再与BRB直接相连。然而,框架作用产生的开合效应和地震动引起的往复荷载容易使焊缝疲劳撕裂,从而导致节点连接破坏。为此,该文提出了开孔钢板剪力键(PBL)整体式连接节点,并将其应用于BRB-RC框架结构中。基于泛应力法,给出了节点板和PBL的设计方法。以此为基础,开展了BRBRC框架结构的节点设计,进行了节点的有限元模拟和试验分析。研究结果表明:BRB与RC梁柱的连接节点承载力强,塑性铰转移到节点板边缘以实现损伤可控,BRB的承载-耗能性能得到了充分发挥;该新型节点连接形式安全、可靠,可显著提升结构的抗震性能。

外包钢板法加固刚架拱桥提升承载能力的应用与研究

为研究包裹钢板的钢混组合结构在刚架拱桥提载加固设计中的应用有效性,根据纤维模型的结果与缩尺试验梁的静载结果对比分析了钢板-混凝土的组合效果及合理计算方法。以某实际桥梁的改造加固为工程背景,比较加固结构刚度取值对结构内力、变形特性的影响;基于加固桥梁的荷载试验对理论计算方法的验证。结果表明:外包钢板法能提升桥梁的刚度和承载能力,但整体结构力学性能以钢结构的力学特性为主,内部混凝土起到防止钢板局部失稳的作用。组合结构的理论计算会过高估计结构的刚度和承载能力,而忽略组合效应,且设计方法所得承载结果与试验接近,是偏于安全的。

现浇钢筋混凝土空心板板柱结构设计方法

对现浇空心板板柱结构体系分析总结其常用的各种结构设计方法,从而得到各种方法的适用性,并且对这种结构体系的力学性能有了更为直观的认识。

垂直支撑节点板的加固方法

介绍了一60万锅炉构架由于荷载分布估计错误而采取的加固措施．在本锅炉构架基本完成安装时，又对锅炉构架进行了全面的结构计算，发现本锅炉构架有些构件稳定性不足，而许多节点本身的稳定性也存在问题．对节点采用了板作模型用有限元进行了层由分析，提出了两个节点加固方案，通过有限元分析得到了承载力较高的方案．

屈曲约束支撑混凝土框架节点板连接研究综述及展望

在屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Brace,BRB)钢框架中,节点连接失效是影响其性能发挥的关键。结合BRB钢框架节点连接的失效原因以及混凝土框架自身特点,根据国内外最新研究成果,从三个方面对BRB混凝土框架中的节点板连接设计展开讨论并提出建议。首先节点板与梁柱交界面的荷载作用可分为BRB作用和框架作用,经研究分析推荐采用泛应力法计算BRB作用,采用等效支撑模型计算框架作用;其次采用Thornton方法、修正Thornton方法、Sheng等人和AISC规范建议设计公式来对比节点板受压承载力的计算,结果表明如何确定等效边界条件是研究重点;最后在现有规范条文的基础上,介绍了夹板式双面锚固节点、腹板开孔H型钢预埋件节点、预埋钢骨节点、预紧螺栓节点等研究成果和适用条件,研究表明在往复荷载下预埋件的拉剪复合受力性能是保证节点连接安全的关键。