不锈钢槽式预埋组件受拉性能研究

为研究不锈钢槽式预埋组件在拉力作用下的受力性能,首先对S-CAG-53/34、S-CBG-52/34两种不锈钢预埋槽道进行锚杆中心线和槽道跨中位置受拉静载试验.试验结果表明:不锈钢预埋槽道主要发生槽口卷边屈曲破坏.然后,采用有限元分析软件ABAQUS建立2种不锈钢槽式预埋组件的有限元模型,将数值模拟结果与试验结果对比,验证有限元模型的准确性和适用性.最后,建立50个足尺试件的有限元模型,研究槽口卷边厚度、槽道侧壁厚度、锚杆尺寸、锚杆间距以及相邻荷载对不锈钢槽式预埋组件受拉性能的影响.分析结果表明:增加槽道槽口卷边厚度、槽道侧壁厚度以及减少锚杆间距均能有效提高不锈钢槽式预埋组件的受拉承载力;增加槽口卷边及侧壁厚度会使槽道截面刚度提高,从而提高槽道跨中部位受拉承载力;减少锚杆间距使得槽道受弯承载力增加,从而提升槽道跨中部位受拉承载力.改变锚杆长度对槽道跨中位置受拉承载力的影响较小;在一定间距内同时施加多个荷载,会导致部分锚杆承受较高荷载,对槽道承载力产生影响,但这种影响随着锚杆间距减少逐渐降低.

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。

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%。

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。

冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁极限承载力计算的有效宽度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁的受弯性能,对三种截面形式共计9根卷边槽钢组合工字梁进行破坏性试验研究,建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的正确性。接着采用有限元方法对冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁进行大量参数分析,钢种和受压翼缘宽厚比对受压翼缘有效宽厚比的影响较大,梁的长度、腹板高厚比与板件厚度对梁受压翼缘有效宽厚比的影响小。最后在对典型截面梁构件进行参数分析的基础上,得出卷边槽钢组合工字梁受压翼缘板件的有效宽厚比计算表格与计算公式,提出计算冷弯薄壁型钢梁极限承载力的有效宽度法,并通过试验验证了有效宽度法计算梁极限承载力的正确性和适用性。

冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件的极限承载力,对13根偏心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性;对典型截面构件进行大量的参数分析,研究截面尺寸、长细比、荷载作用点位置及材料特性等因素对卷边槽钢偏心受压构件极限承载力的影响,提出了冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件极限承载力计算的折减强度法及其相应计算表。结果表明:利用提出的折减强度法计算卷边槽钢偏心受压构件极限承载力具有一定的适用性。

腹板开孔的冷弯槽形轴压构件试验研究

腹板开孔是冷弯薄壁构件中一个较新的构造形式。孔的存在导致薄膜应力的重新分布,影响构件的屈曲特性和承载能力,使得无孔构件的分析与设计公式不再适用于开孔构件,因此有必要研究开孔构件。本文选取冷弯薄壁型钢中主要的承力构件形式卷边槽钢构件,对两端简支、腹板开单孔的中长柱进行了轴心受力性能的试验研究,对比进行了未开孔构件的试验。通过对比发现两类构件的受力特性有着明显的差异,开孔构件的承载力有所降低。将两类构件的试验结果分别与理论分析、ANSYS模拟结果进行对比和分析,讨论了两类构件受力性能及承载力不同的原因。根据不同开孔尺寸试件的试验结果可知,开孔构件的极限承载力随着开孔高度、宽度的增大而下降。

槽型波纹板组结构的局部屈曲承载能力研究

槽型波纹板组构件是组成拱型波纹钢屋盖结构的基本单元,截面中由冷成型引起的不规则波纹状褶皱和残余应力,使其工作机理复杂,难以进行精确的理论分析.另外,截面板件的宽厚比已大大超过我国冷弯薄壁型钢结构技术规范规定的上限,其局部屈曲承载能力成为影响结构极限承载能力的主要因素之一.本文根据槽型波纹板组截面的特殊工作状态和边界约束条件,采用有限元方法对其局部相关屈曲特性进行了理论分析,并与足尺模型试验结果进行了比较分析,表明拱型波纹钢屋盖结构的极限承载能力取决于其在半跨均布荷载作用下槽型波纹截面板组的局部屈曲承载能力.

锈蚀槽钢梁荷载-挠度关系研究

对锈蚀槽钢梁荷载-挠度关系曲线进行研究。试验研究表明:试件剪跨比和高跨比对锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线有较大影响。锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线可以分为2个阶段:第一阶段为弹性段,其斜率与剪跨比有关;第二阶段为屈服强化段,其斜率与第一阶段基本呈线性关系。在试验研究基础上,提出锈蚀槽钢梁承载力和挠度的计算方法,建立槽钢梁荷载-挠度关系曲线计算模型。该模型形式简单,便于工程实际应用。

用我国规范计算高强冷弯薄壁卷边槽钢柱的适用性

在分析比较冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)、欧洲规范Eurocode3(EN1993一1-3)和北美规范(AISI S100一2007)的基础上,结合已有试验结果,针对比Q345钢强度更高的钢材制成的冷弯薄壁卷边槽钢柱的极限承载力进行了较深入的探讨和对比分析。结果表明:按冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB5001 8一2002)计算两端固支槽钢柱是可行的。

畸变缺陷对冷弯薄壁型钢柱力学性能的影响

为研究畸变缺陷对腹板V形加劲冷弯薄壁卷边槽钢柱力学性能的影响,测量了20个试件的畸变初始缺陷.介绍了缺陷的测量装置及方法,绘制了畸变缺陷沿试件纵向分布图,给出了所测构件畸变缺陷最大值和平均值.用有限元方法分析畸变缺陷对畸变屈曲承载力和畸变屈曲侧向变形的影响,结果表明,输入的初始缺陷值越大,对应的试件极限承载力越小,畸变屈曲侧向变形越大.数值模拟时分别考虑畸变缺陷最大值以及平均值,与试验结果对比发现,输入试件纵向畸变缺陷平均值所得的承载力以及变形值与试验数据吻合较好.给出了数值计算时畸变缺陷的建议取值方法.

栓接槽钢加固技术在输电线路抗台风中的应用研究

针对输电线路在台风气象灾害下风致倒塔事故频发的现状,以广东某220kV输电线路为背景,建立塔线体系有限元模型.首先对塔线体系进行不同等级台风荷载作用下的动力响应分析,通过分析铁塔主材应力比沿塔高的变化,找到了台风荷载作用下铁塔的薄弱部位,利用栓接槽钢加固技术对铁塔薄弱部位进行加固,并对加固后的铁塔进行抗风能力评估和稳定性分析.分析结果表明:在强台风荷载作用下,铁塔的薄弱部位出现在塔身及塔腿区段,利用栓接槽钢对输电塔薄弱部位进行加固设计,能大幅提高原塔角钢构件的承载力和塔身结构的抗风稳定性,算例的屈曲分析表明,加固后铁塔的屈曲系数比加固前提高了一倍,并且加固后铁塔的薄弱部位转移到塔头区段.由此可见,栓接槽钢加固技术在输电线路抗台风的加固中具有良好的力学性能与应用前景.

分段模型波浪载荷试验槽型龙骨梁设计与研究

由于分段模型试验可模拟船体的弹性效应,而模型龙骨梁模拟实船刚度分布的准确性对该试验能否模拟真实物理现象至关重要。介绍已有的龙骨梁模型,提出更能反映甲板大开口船舶结构的槽型龙骨梁模型;介绍槽型龙骨梁应力测量方法,并实验验证该方法的可行性。以某船型为例介绍槽型龙骨梁的设计流程,并基于迁移矩阵法计算进行验证。

装配式方钢管柱-H型钢梁插入式节点力学性能研究

设计了一种新型方钢管柱-H型钢梁插入式节点,此节点焊接部分在工厂完成,保证焊缝质量,现场施工采用螺栓进行连接。首先对该新型节点基本试件具体尺寸进行了设计,利用有限元软件ABAQUS对节点进行单向静力加载和滞回加载,计算结果表明:节点在静力加载条件下,槽形钢长度和板厚度对节点极限承载力影响较大,螺栓孔过大会导致荷载-位移曲线出现平滑段,扩大柱壁宽度会缩小柱屈服面,扩大螺栓预紧力明显减小了节点屈服位移,增加节点轴压比将会扩大柱壁屈服面,增加摩擦系数可使梁塑性区外移;节点在滞回加载条件下抗震性能良好,符合设计要求,节点破坏模式基本为梁上翼缘和焊接钢板屈曲变形,形成塑性铰。

对拉螺栓锚固槽钢加固RC梁的加固方法

提出一种新型加固方法——不使用结构胶黏剂而仅通过对拉螺栓将槽钢与原混凝土梁连接成一个整体进行工作。该项加固技术具有快速便捷、环保、可以避免有机结构胶老化等优势。此外,该项技术不仅可用于加固损伤较小的梁,同时也可用于加固损伤较大甚至已经发生破坏的梁。为了分析该项技术加固后梁的受力机理,完成了1根RC梁及其发生破坏后使用该项技术进行加固的试验,基于试验研究论证了该项加固技术的可行性并总结了研究中存在的问题。

加劲冷弯薄壁型钢受弯构件屈曲分析

为了研究V形加劲冷弯薄壁型钢槽形截面受弯构件的屈曲荷载,分别对直卷边槽钢、翼缘中间V形加劲直卷边槽钢和腹板及翼缘中间V形加劲直卷边槽钢三种截面形式的受弯构件进行了有限元屈曲分析.研究结果表明,板件中间V形加劲减小了板件的宽厚比,从而大幅度提高了受弯构件的屈曲荷载,板件中间V形加劲直卷边槽钢的屈曲荷载比相同条件下直卷边槽钢的屈曲荷载提高了12％～15％左右.

Q235冷弯薄壁卷边槽钢梁承载力计算方法

在分析比较GB 50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范和GB 51022-2015门式刚架轻型房屋钢结构技术规范的基础上,对卷边槽钢梁极限受弯承载力计算方法进行了探讨和比对分析。计算结果表明:按GB 50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范计算冷弯薄壁卷边槽钢梁是可行的,经试验验证,偏于安全。

深圳免税大厦首层10.5m高支模技术

结合深圳市免税大厦工程概况 ,针对其首层 10 .5m高支模施工的技术难点 ,就剪力墙、框架柱等的模板施工设计作了阐述 ,通过实践检验 ,模板与其支架未发生任何问题 ,模板设计取得了成功。

不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定性能研究

为研究S30408(EN1.4301)不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴的面内稳定性能,对18个中长柱进行偏心加载试验,分析其绕弱轴的失稳破坏模态和面内稳定承载力。试验前测量试件初始几何缺陷、荷载初偏心及截面残余应力分布。采用有限元软件ABAQUS建立不锈钢热轧槽钢压弯构件有限元模型,经与试验结果对比验证后开展参数分析,研究了初始几何缺陷及纵向残余应力对不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定性能的影响。基于试验及有限元分析结果对现行规范CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》(简称规范)设计方法进行评估,并提出了改进设计建议。研究结果表明:中长柱的破坏模态均为绕弱轴整体弯曲失稳;按照规范计算得到的不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定承载力较试验值总体偏于保守,对于试验及有限元分析结果与规范公式计算结果比值,正偏心工况下为1.31,负偏心工况下(弯矩作用使槽钢翼缘肢尖受拉)为1.21且部分试件偏于不安全;改进的设计方法能较合理地预测不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴的面内稳定承载力,对于试验及有限元结果与改进设计方法计算结果比值,正偏心工况下为1.07,负偏心工况下为1.05。

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明:冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。