中空夹层钢管混凝土柱外钢管轴压局部失稳的简化计算模型

轴压作用下中空夹层钢管混凝土短柱的外钢管失稳临界应力计算公式还不够完善。分析认为,中空夹层钢管混凝土短柱的外钢管与实心钢管混凝土短柱的外钢管受力情况基本相同。因此,基于张耀春等的理论模型研究了中空夹层钢管混凝土短柱外钢管的局部失稳。构件夹层混凝土与外钢管条形单元相互作用模型取为文克尔弹性地基上的长梁模型,进而可以利用文克尔弹性地基梁理论计算外钢管的弯曲波长λ。根据实际工程中的钢管厚度t与圆柱构件横截面半径r之比远小于1∶t/r?1的情况,和外钢管失稳波长约为弯曲波长λ,简化了张耀春等模型中的理论推导。类比该模型,推导得出中空夹层钢管混凝土短柱外钢管局部失稳临界应力简化计算公式。该简化计算模型中局部失稳波长与其他学者的试验数据对比,平均误差为7.7%,临界应力计算值的相对误差值为2.7%,表明该简化计算公式可行,可以为工程实践提供参考。

圆多腔体中空钢管混凝土柱抗震性能分析

为研究圆多腔体中空钢管混凝土柱的抗震性能,首先对圆实心分腔复式钢管混凝土柱试件的试验结果与有限元结果进行比对,确定了有限元模拟方法有效后,再利用ABAQUS建立了以轴压比(0.2~0.6)、剪跨比(3~5)、截面形式(圆多腔体中空截面与圆多腔体实心截面)为基本参数的12根柱模型,对其进行了低周往复加载,对比分析了剪跨比、轴压比、截面形式对模型滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化以及耗能能力的影响规律。结果表明:剪跨比较小的模型,随轴压比的增大延性系数与耗能能力增幅明显,但轴压比对刚度退化的影响不明显;剪跨比较大的模型,在轴压比也较大时极限承载力、延性与耗能能力有显著衰减的趋势,刚度退化也对轴压比较为敏感;在轴压比较小时,圆多腔体中空钢管混凝土柱与圆实心分腔复式钢管混凝土柱相比耗能能力差异不大,但随轴压比增大,圆多腔体中空钢管混凝土柱滞回耗能有显著提高。

配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱有限元分析

目的 研究配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱受力性能,改善传统空心钢管混凝土的力学性能,并为该类型柱的设计及试验研究提供依据。方法 基于有限元分析软件ABAQUS,对配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱的力学性能进行有限元分析,在分析受力全过程的基础上,重点分析长细比、钢管宽厚比,混凝土强度、钢管强度、管桩类型、配筋率等参数对轴压力学性能的影响,并基于统一理论提出承载力计算公式。结果 配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱各组分之间组合作用良好,内置管柱、增大钢管宽厚比、减小长细比及缩小夹层混凝土强度与管柱混凝土强度差距可以改善构件的延性、提升构件组合作用;笔者提出的修正公式计算结果精确且安全。结论 提高配筋空心方钢管高强混凝土的钢管强度、增大宽厚比、减小夹层混凝土与管柱混凝土强度差距可有效改善空心钢管混凝土脆性破坏,充分发挥构件的性能。

装配式中空夹层钢管混凝土构件节点有限元模拟研究

为研究基坑内支撑应用中空夹层钢管混凝土构件下的节点连接方法,设计了一种新型的节点结构形式。本文利用有限元软件建立节点的力学模型,并对其施加实际工程所受荷载,最后进行数值分析,以探究在实际工程应用下节点构件以及各部件的承载能力与变形幅度。结果表明:对节点施加中空夹层钢管混凝土构件极限承载力的情况下,变形最大位置为侧向钢板处,其变形数值达到容许值的86%;应力最大位置为中部钢板处,达到钢材屈服应力的90%,证明节点可以满足承载力的需求并晚于构件破坏。此种节点设计的研究成果可为中空夹层钢管混凝土构件在基坑内支撑中应用提供参考。

新型空心钢管支护与空心螺纹管支护的作用效果分析

通过试验对比新型空心钢管支护与空心螺纹钢管支护对碎裂区的支护效果,为新型材料的应用提供参考。试验结果表明,新型空心钢管支护的应力相对于空心螺纹钢管减小了22.2%~28.6%,支护体周边的松动圈范围缩小了23.5%~36.4%;在支护期间,新型空心钢管的支护应力随着碎裂区的增大而增加,其内部填充材料具有一定的缓冲作用,能够抑制碎裂区的快速发育,从而减小松动圈的范围。新型空心钢管支护技术在控制围岩变形上优势更明显。

带加劲肋焊接空心球节点足尺试验研究

为满足某体育场馆钢结构屋盖设计需要,对屋盖的带加劲肋焊接空心球节点(共12个)进行轴向拉、压足尺模型试验和分析。通过试验研究,得到加载过程中节点球身和钢管表面各测点的应变与荷载的关系。通过分析大直径球节点钢管和钢球的受力变形状态,提出该类节点受力明显变化的四个阶段,对该类节点的安全性和承载力富余度进行评价,将试验值和规范规定的承载力计算值进行比较,并对规范推荐的承载力计算公式提出了有效建议。

空心芯棒服役过程温度场及热疲劳有限元分析

针对Φ340 mm MPM机组芯棒服役过程建立三维有限元模型,设计空心芯棒内径尺寸,分析空心芯棒服役过程温度场和空心芯棒表面热疲劳。分析认为:对于外径为358.1 mm的空心芯棒来说,内径在200～240mm时能较好地平衡减重和控制变形;内径为214 mm的空心芯棒,在轧制、第1次空冷、第1次水冷3个阶段的温度场与实心芯棒相同区域的温度场基本一致,而在其他各服役阶段时的内表面温度比实心芯棒相同位置处高13～18℃。空心芯棒与实心芯棒的热应力的差别,导致空心芯棒的环向和轴向裂纹比实心芯棒萌生更早、扩展速度更快。

现浇混凝土空心楼盖体系受弯研究

现浇混凝土空心无梁楼盖有两个突出的特点:一是在板内预埋有高强薄壁管,从而形成空心,减轻结构自重;二是在框架柱之间设有暗扁梁,以增强结构整体刚度,提高结构整体抗震性能。本文以现浇混凝土空心无梁楼盖两个突出的特点为基础,对其基本力学性能进行研究分析,探讨合理的计算方法。

20CrMo钢管真空扩散焊接头抗拉强度试验

对空心抽油杆用２０ＣｒＭｏ钢管进行了真空扩散焊接试验，获得了在不同焊接及热处理规范下扩散焊接头的抗拉强度。试验结果表明，扩散焊接时间大于２ｍｉｎ及进行６００℃高温回火３ｍｉｎ的焊后热处理工艺后，降低了扩散焊接头的抗拉强度；在对试验结果及实验现象进行分析的基础上，提出了进一步提高扩散焊接头抗拉强度的几点建议。

离心钢管砼构件偏心受压强度

基于离心钢管砼柱试验结果，通过理论分析并简化，提出了离心钢管砼构件偏心受压强度计算公式，并和实测强度进行了比较，表明符合性较好。

自行走式隧道施工中装配式塑料管道连接方式试验及模拟研究

基于优选出的装配式塑料管道的拼装形式,选用钢板螺栓连接管片形成装配式塑料管道,研究此连接形成管道的支护强度、管道变形等相关参数,为新型自行走式隧(管)道施工提供配套支护技术。选择钢板厚度和螺栓的拧紧扭矩作为试验的2个因素,在环刚度试验机上对分片拼装后的管道进行承压试验。以塑料管道在径向变形达到15%时的承载力作为承载极限,经对试验结果分析后选出最佳的钢板厚度和螺栓扭矩。结果表明,以拼接缝与铅垂线成45°的圆周4片拼装形式,3 mm厚的钢板配合10 N.m的螺栓预紧力,可使其承压能力较整体式管道有一定提高。应用ABAQUS软件对该连接方式进行建模,定性分析得出,聚乙烯(PE)中空壁缠绕管采用3 mm钢板连接后的承压反力高于采用4 mm钢板连接的承压反力,从而也验证了试验结论。

不锈钢-混凝土-钢双臂管等效截面计算

不锈钢-混凝土-钢中空夹层组合管作为一种新型构件,可用作水下输送管道、框架柱、桥墩柱等。这种新型结构形式充分的利用了钢与混凝土两种材料的优势。本文借鉴钢-混凝土组合结构构件的基本假定,利用等效截面换算法将有效宽度内圆环形截面等效成工字型截面,简化了计算过程及复杂性,并为组合截面研究提供计算依据。

现浇砼空心楼盖施工技术应用

现浇混凝土空心楼板以其独特的优越性,在建筑工程中得到了迅速的推广应用。为了保证其施工质量,针对长安二中教学楼工程的特点,根据现浇混凝土空心楼板的设计原理,对工程的模板支设、钢筋骨架安装、空心管敷设、混凝土浇捣过程以及成品保护均进行了论述。并在施工中进行严格控制,确保了工程质量。

钢管-焊接空心球节点常幅疲劳性能试验和理论研究

以钢管-焊接空心球节点为研究对象,基于数值模拟、静力和常幅疲劳试验等,针对9个大尺寸节点试件进行试验和理论研究。结果表明:静力试验和数值模拟所得节点应力分布规律基本一致,试件热点应力位于钢管-焊接空心球节点焊缝焊趾管面处,并建立其相应的热点应力集中系数计算公式。对节点热点应力集中系数的不同影响因素进行探讨并排序,按大小排序的结果为:管外径>管壁厚度>球径>球壁厚。节点试件常幅疲劳破坏均位于钢管-焊接空心球/板连接焊缝焊趾管面处,其疲劳破坏断口面与试件加荷方向垂直。根据常幅疲劳试验结果,建立基于高应力幅作用下节点试件常幅疲劳S-N曲线和方程,以得到不同应力幅下该类节点的疲劳寿命。

公路桥梁薄壁空心高墩施工技术

以某高架大桥为实例,根据现场实际情况选择了结构简单、安全可靠、费用低廉的塔吊配合钢管脚手架进行高墩施工的施工方法,首先介绍了塔式吊机的选择、钢模板的加工制作、扣件式钢管脚手架的搭设、测量放线、钢筋加工安装、模板安装、混凝土的生产、运输和浇筑以及拆模、养护等具体的施工方法,解决了高墩施工费用高、难度大、安全差的问题。

焊接空心球节点中缩径钢管锥头的优化设计

为了使焊接空心球节点上缩径钢管锥头得到优化,利用ABAQUS有限元分析软件中的实体单元,对D325×12和D325×14型号钢管缩径后的18个模型进行了静力分析,观察了缩径节点受力过程的破坏形态,分析了节点的荷载—位移曲线和承载力特性。结果表明:按等强度原则将钢管缩径到一定程度后与焊接空心球焊接而成的节点,在缩径钢管与焊接球连接处会有明显的应力集中,但总体来说节点承载力满足要求;且缩径率为60%左右时,其连接节点的受力性能良好,还可以有效减少节点的用钢量。

空心钢管混凝土柱遭受火灾后轴压承载力研究

定义了空心钢管混凝土受火后轴压承载力与常温承载力比值为K,通过对K的研究,分析K的规律,用ABAQUS建立模型对这些规律进行论证,证明了其正确性,结合常温轴压承载力公式,为结构设计提供依据。

FRP管混凝土轴压柱力学性能影响规律研究

对3种截面形式(FRP管-混凝土-型钢、FRP管-混凝土-钢管、中空FRP管混凝土)的32组FRP混凝土组合构件进行轴压试验,并利用人工神经网络技术对试验数据建模分析,以极限承载力提高值作为力学性能评判指标,研究壁厚、管径、混凝土强度、空心率和含钢当量5个参数对力学性能的影响规律。结果表明,对力学性能影响最大的参数是FRP管壁厚度和管径,其次是混凝土强度,三者相差不大,空心率和含钢当量影响最低;FRP管壁厚和管径的增加均会使力学性能有显著提升;混凝土强度对力学性能整体影响趋势是递减的,但在不同情况下,随混凝土强度的提高力学性能会出现降低、先升高后降低以及升高等情况;随空心率和含钢当量的提高,整体力学性能有所下降且下降趋势较为平缓。

空心钢管垂直插入法锚入钻孔桩施工技术应用研究

主要介绍福州闽投营运中心地下室钢管混疑土柱,采用空心钢管垂直插入法锚入钻孔灌注桩桩身混凝土技术方案。工程实践表明,阐述空心钢管吊装和目前国内最为先进的液压垂直插入永久性钢管柱液压技术,既确保HPE液压垂直插入机吊装液压过程安全和精准定位,又保证空心钢管垂直锚入钻孔灌注桩的垂直度。