端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯承载力试验

为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点,在混凝土中常加入钢纤维,端钩型钢纤维,作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注,中外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究,而对端钩型钢纤维混凝土受弯构件的正截面受力性能有待深入研究。为研究端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯性能,制作4根端钩型钢纤维混凝土梁及1根普通混凝土梁,对其进行受弯性能试验,根据试验得到的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,分析端钩型钢纤维体积掺量对试件受弯承载力及破坏形态的影响。结果表明:端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程类似,均经历了弹性、开裂、带裂缝工作、破坏4个阶段;端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程均基本符合“平截面假定”;端钩型钢纤维限制了裂缝的产生和发展,使得纤维混凝土梁变形能力增强;与一般混凝土梁相比,端钩型钢纤维混凝土梁抗裂性及极限承载力得到提高,且构件承载力与钢纤维体积掺量基本呈现正相关;基于试验数据,对现行规范中开裂弯矩及极限承载力计算公式进行优化,开裂弯矩方面考虑对截面抵抗矩塑性影响系数进行修正,极限承载力方面引入纤维混凝土正截面承载力影响系数ζ,经修正计算值可较好吻合试验值。

预应力张弦梁钢支撑系统力学性能分析

为明晰预应力张弦梁钢支撑系统的力学性能,应用MIDAS/GTS有限元分析软件对预应力张弦梁钢支撑系统及周围土体进行三维模型仿真模拟;获得围护结构位移、基坑变形、预应力张弦梁钢支撑系统变形特性和内力变化规律,并与施工现场的监测数据进行对比分析。研究表明,基坑位移的数值仿真结果与现场监测数据基本吻合。在不同工况下,围护结构的垂直位移沿着垂直范围变化较小,靠近基坑角隅部分受到两个方向的约束作用,围护结构位移较大的区域集中在基坑长边中部区域。随着开挖深度增加,基坑附近沉降分布表现为抛物线形,沉降最大值发生在基坑长边,且距离基坑长边越远沉降值越小。预应力张弦梁钢支撑系统受力均匀,布置合理,钢对撑与钢角撑能够较好的承受水平土压力,张弦梁结构可以提升围护结构,保证基坑工程的安全。

不同连接节点的重型管道支吊架承载性能研究

随着装配式建筑的快速发展,装配式管道支吊架的应用范围越来越广,与传统焊接支吊架相比,装配式支吊架具有施工效率高、环境污染小等优势。目前针对装配式重型支吊架的设计规范及相关研究较为缺乏,因此针对不同连接方式的装配式重型支吊架展开足尺试验研究,结合数值仿真与理论分析,探究不同连接节点支吊架的破坏形态与承载能力。研究结果表明:不同节点的支吊架破坏形式均表现为横梁弯扭破坏,且符合极值点失稳特征;使用槽钢横梁及半槽型连接件的支吊架承载力明显低于采用端板连接的H型钢横梁支吊架,外伸竖向端板连接结构的承载力优于平齐竖向端板连接,也优于水平端板连接节点;在进行理论计算时,半槽型连接节点和外伸端板连接节点可采用半刚接模型计算,平齐端板连接节点可采用铰接模型计算,4种节点形式的支吊架整体稳定系数均高于规范计算数值,能够满足整体稳定性的要求。

杭州电竞中心结构设计重难点概述

杭州电竞中心内圈主体结构采用钢框架-支撑结构,外圈采用“大倾角梭形斜柱+多段钢折梁框架”,是集承重与抗侧力于一体的结构体系,屋盖采用车辐式索承网格自平衡结构形式。详细介绍了地下结构、中央场馆结构的设计要点,门厅处利用建筑造型空间设计为多段钢折梁与跨层桁架相结合的结构形式;室内二层至三层楼面设计一浮空弧形人行桥,截面形式为薄壁钢箱梁,桥宽2.2m,跨度57m,采用“上挂下支”的稳定结构形式。对整体结构进行了静力弹性、动力弹塑性、振动台试验、典型节点有限元、整体稳定以及局部稳定等系列分析与试验。结果表明:结构在静力荷载和地震作用下强度和刚度均满足规范要求;典型节点极限承载力为荷载设计值的4.17倍;结构整体稳定性安全系数为3.79;斜柱局部稳定安全系数为2.52。合理的设计保证了结构的安全、经济和实用性。

先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

浅圆仓超高仓顶结构支模体系施工技术

杭州市仁和粮食储备库建设工程浅圆仓仓壁采用滑模施工,仓顶结构部分属于大跨度超高支模。通过设计复核计算,采用贝雷梁钢桁架平台支撑体系和滑模整体拖带锥壳伞状钢网架平台支撑体系作为上部仓顶结构支模架支撑操作平台,大大降低了施工高度及施工难度,保证了施工安全,提高了施工效率,取得良好的经济和社会效益。

新型装配式铁路便梁钢支墩栓接钢节点力学性能分析

本文基于对传统混凝土结构铁路通用便梁临时支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式栓接钢箱梁结构形式的铁路通用便梁支墩,该新型结构相较于传统的铁路便梁支墩而言,具有工厂加工简单、减少施工周期、可以重复利用、具有较高的经济效益等优点,可广泛应用于下穿铁路轨道顶推施工时便梁支墩的架设。新型铁路便梁支墩采用栓接装配式结构,栓接作为整体结构的关键受力节点,其安全性和可靠性至关重要。因此本文通过建立ABAQUS有限元模型,对其整体结构及其分节段处栓接节点进行非线性及失效模式分析。分析结果表明:新型装配式钢结构便梁支墩整体未出现失稳现象,结构整体性能完好。栓接节点的受力特性为底板螺栓孔在弹性节段时承受主要荷载,在底部螺栓孔达到塑性后侧板螺栓孔开始承受主要荷载,最终底板及侧板螺栓孔同时发生剪切破坏。设计时应考虑对底板和侧板的螺栓连接部位进行加强,适当提高其抵抗冲切破坏的能力。

济南某复杂综合体结构设计难点研究

济南某复杂综合体项目由两座约90m高塔楼+大底盘商业裙房+低区U形幕墙+高区拱形连桥组成,高区连体建筑采用铅芯橡胶隔震支座与塔楼相连,低区采用两端固定铰支座与塔楼相连,为大底盘多塔复杂连体结构。塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,高区拱形连桥采用钢结构空腹桁架结构体系,低区U形幕墙采用劲性索体系。针对工程特点,着重阐述了大底盘裙房不分缝可行性及低、高区弱连体的合理支座形式,提出了采用两端固定铰U形劲性索的弱连体新形式。结果表明:低区U形幕墙采用两端固定铰连接形式,高区连桥采用铅芯橡胶隔震支座连接形式均能较好地实现弱连接,保证塔楼和连桥的抗震性能。

欧加大厦大跨度重型钢框架梁施工技术

深圳湾超级总部基地某地标性工程,建筑群之间裙房连体内中庭区域一大跨度重型钢框架梁因设计变更原因,造成在深化设计阶段未考虑施工工况进行分段拼接,整体吊装超出现场重型塔式起重机设计荷载无法安装就位的情况。项目通过多种方案的比选,选用高空原位散拼的方法,制订科学的施工方案,采用多种焊接防变形措施和对临时支撑措施进行有限元安全验算,为此工程裙房结构顺利完成安装,有效缩短工期,控制危险源做出了积极贡献。

波形钢腹板支架技术在白芨沟煤矿巷道支护中的应用

为了解决白芨沟煤矿南翼采区巷道矿用工字钢支架支护能力不足的技术难题,提出采用一种新型波形钢腹板支架技术。通过规范公式计算分析了波形钢腹板支架和传统矿用工字钢支架的承载力,并采用有限元方法探究了波形钢腹板支架的面外稳定性能,设计出波形钢腹板棚梁和棚腿的搭接节点构造方式,开展了支架的现场监测试验。结果表明:用钢量与11#矿用工字钢相近时,波形钢腹板支架的棚梁和棚腿承载力分别比前者提高了74.3%和50%,变形减小78.3%。在支架棚梁和棚腿的两端和跨中各设置3个纵向系杆时有利于支架的面外稳定性。在满足支护强度的前提下,波形钢腹板棚梁跨中变形比矿用工字钢棚梁平均减少54.5%左右,棚腿收敛量平均减少84%左右。波形钢腹板支架支护效果显著优于矿用工字钢,同时由于采用了单棚置换原来的对棚支护方式,减轻了井下劳动强度,保证了现场工作面的接续生产。

大跨度超高钢骨梁关键施工技术

为满足大空间结构的质量和安全,通常会选用大跨度超高截面及钢-混凝土组合结构承担主要构件的受力,然而为满足现场大跨度超高结构的施工质量与安全,钢骨结构的节点深化连接与支撑安全等环节是首先需要解决的问题。在北京市城市规划设计研究院新建业务综合楼工程建设中,为解决多功能厅上部大跨度超限钢骨梁的安装与连接施工难题,合理优化超限钢骨的拼装连接节点,调整钢骨与钢筋的连接节点方式,更新关键施工技术等方法,大幅加快了大跨度超高钢骨梁的施工进度,节约了施工成本,保障了结构的质量与安全,可为类似项目提供参考。

空间钢构架混凝土梁斜截面受剪性能分析

由角钢和缀板焊接而成的空间钢构架替代传统绑扎钢筋骨架形成空间钢构架混凝土结构构件。为进一步研究空间钢构架混凝土梁的斜截面受剪性能,采用Abaqus软件,建立空间钢构架混凝土梁斜截面受剪性能的有限元分析模型,并对空间钢构架混凝土梁斜截面受剪性能进行模拟分析。分析结果表明,空间钢构架对混凝土梁的斜截面受剪承载力有利,随着剪跨比的减小、配箍特征值的增大其斜截面受剪承载力提高。基于已有的试验研究和模拟分析,采用极限平衡原理,考虑空间钢构架的有利作用,建立空间钢构架混凝土梁抗剪承载力的计算公式,公式的计算值与试验值吻合较好,可以作为空间钢构架混凝土梁斜截面受剪承载力计算公式。

钢结构厂房托梁拔柱改造设计与施工技术

本文探究了某制酒厂房的托梁拔柱改造设计要点和施工技术。新增两榀托架,焊接到拟拔柱的上柱,使屋面荷载经上柱传递到托架,在不影响屋面稳定的前提下将拟拔柱的下柱拔除。同时,对拟拔柱两侧的临近柱采取增大截面法提高其承重能力,对于地基基础采用钻孔灌注桩法进行处理,防止基础不均匀沉降。在托梁拔柱的改造施工中,重点加强基础加固、钢柱加固、托架安装、拔柱施工等技术要点的管理,确保本次托梁拔柱改造任务顺利完成,维护钢结构厂房的稳定与安全。

简支转连续钢-混组合梁负弯矩区连接构造受力性能试验研究

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥工程为依托,设计了两根负弯矩区具有混凝土横梁连续段的试验梁SCB-1和SCB-2,针对不同荷载作用下两根梁的受力性能进行室内试验研究,同时就试验过程中的构件扭转现象进行了有限元分析。结果表明:极限荷载下试验梁破坏模式为钢筋先屈服,负弯矩区横梁连接栓钉受力约为220MPa,满足使用要求,试验梁裂缝主要集中在横梁中线两侧1/5~1/3计算跨径范围内,是构件抗裂的关键区域;构件设计过程中应尽量避免偏载和不均匀支撑的共同作用;扭转现象使得构件整体受力性能降低约20%,实际工程中建议增加横向连接刚度。

高层建筑外扩层框架外斜柱模板支撑体系设计

随着建筑外观造型设计更加新颖,建筑的主体结构造型也不再是方正造型,不断出现结构楼层外扩的形式,超长悬挑混凝土梁、框架外斜柱越来越多,为解决高空超长悬挑混凝土结构的模板支撑问题,以北京某中医科研楼为例,通过对现在常见模板支撑形式优化,设计出满足悬挑梁、框架外斜柱共用支撑架的新型悬挑支撑体系,为类似工程提供参考。

旧框架桥拆除时使用的高度可调铰接钢支撑研究

常见的临时支撑采用圆形钢管制作,其长度通常固定,难以适应实际工程中不同位置的净高故通常存在一定差异。研究提供了一种旧框架桥拆除时使用的铰接钢支撑,包括顶部支座、底部支座与工字钢,其两端为铰接,通过锤击钢楔压入底板与活动板之间的缝隙中,实现钢支撑的高度微调与压紧。所提铰接钢支撑组装与拆卸施工方便,净高在一定范围内可调,适应范围广,可重复使用,综合费用低。并进一步基于工程,给出了铰接钢支撑的参数计算过程,分析了施工方法,为铰接钢支撑工程提供依据。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

基于钢垫梁临时架空结构的铁路隧道基底托换整治技术及应用

铁路隧道基底结构在长期运营过程中发生破损、沉降或上拱等问题,严重时危及隧道运营安全,因此基底结构安全高效地重构很有必要。在充分考虑架空技术适用性、施工便捷性基础上优化既有架空结构,提出适用于铁路运输特点及隧道施工环境的钢垫梁架空结构,分析隧道基底结构全幅、分段、跳槽拆换的技术特点,形成了基于钢垫梁临时架空结构的铁路隧道基底托换整治技术方案和适用不同道床类型的托换工艺。在一既有隧道基底托换整治工程中进行应用,并验证其技术效果。结果表明,钢垫梁基底结构托换整治技术适用于天窗短、空间小的复杂隧道环境,具有结构灵活、施工便捷、适应工况多等优点,应用效果良好。

基于SolidWorks热力耦合仿真的光伏组件层压机加热板的结构分析

针对光伏组件层压机的加热板支撑梁部件进行SolidWorks热力耦合仿真分析。为使层压机加热板适于采用电加热元件加热以及减重降本,提出采用T型钢作为加热板支撑梁,既能为铺设电加热加热元件留出空间,又能减轻质量及其附加费用,还能保证变形量在工艺要求的范围。文中还对多种尺寸的T型钢抵抗变形的能力进行了分析,确定其中最具经济性和力学性能的T型钢,其与传统H型钢支撑梁结构相比,在最大变形量更小的前提下,总重仍降低858 kg(约40%)。

钢管立柱贝雷梁组合支架法在桥梁施工中的应用

以实际工程为例,探讨钢管立柱贝雷梁与满堂支架组合法在大跨度桥梁施工中的应用:设计支架搭建方案,验算支架体系的稳定性;分析施工中的关键节点,并对施工效果进行实时监测。经验证,组合支架展现出稳定的支撑性能,稳定性指标满足预定要求;支架体系各测点的沉降量为2.042~4.873 mm,最大沉降量未超过5 mm;各构件及节点的偏差控制在(±1~±5)mm内,符合工程验收标准。综合应用结果表明,钢管立柱贝雷梁组合支架法在大跨度桥梁施工中应用效果达到预期,可为类似工程施工提供参考。