不规则异角多边斜柱施工技术的研究与应用

甘肃省某房屋建筑建设工程中的异形构件杂而多,通过采用理论研究与现场试验的方法,开展了一种可周转使用且可满足不同阳角、不同斜率、不同截面尺寸混凝土斜(竖)向构件模板工程施工工艺研究工作,通过资源利用最大化,达到了降本增效的目的。

新型钢箍构造钢混凝土混合结构在装配式公共建筑中的应用

钢筋混凝土柱-钢梁混合框架(RCS)是一种经济高效的结构形式。基于装配式结构设计-制作-施工一体化建造原则,提出一种新型钢箍构造RCS混合结构,对其节点设计、工厂加工和现场施工展开系统研究:给出新型RCS节点抗震设计方法,开发适用于多层一节预制构件的组合模具,提出施工工艺流程,指导工程实例建设,分析其经济性和适用性。示范工程建造实践结果表明,在多遇地震设计工况下,新型钢箍构造RCS节点各组成板件均未达到屈服荷载,处于弹性工作状态,符合“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震设计原则,安全系数高。整体工期缩短近一倍时间,现场劳动力需求减少约75%,节约人力物力,建设综合成本显著降低,呈现出良好的经济效益、社会效益和环境效益,适宜在框架结构公共建筑中推广应用。

框架-核心筒-外剪力墙结构体系的抗震性能化分析

开元壹号B栋主塔楼结构高度166.85m,为B级高度超限高层,采用了钢筋混凝土框架+核心筒的结构体系,该建筑弱轴方向结构整体高宽比6.9,核心筒高宽比20.6,远超高规所示经济性的高宽比。对抗侧力构件的布置(内筒外不增设剪力墙、内筒外底部楼层增设剪力墙、内筒外全楼层增设剪力墙)进行了方案比选,设定了D级结构抗震性能设计指标,采用动力弹塑性方法验证了大震下的各主要抗侧力构件的抗震性能,进一步尝试使用极罕遇地震动力弹塑性时程分析,找出了该结构体系的对薄弱的部位及构件,探明各构件的损伤程度,证明了框架-核心筒-外剪力墙结构体系是一种高承载力-高延性的结构抗侧力体系。并采取一系列的增强措施,如低楼层框架柱内设型钢、提高内筒外剪力墙的配筋率、在底层型钢柱内的角部设置圆形箍筋,加强了构件的延性。

独柱墩增设钢结构盖梁升级改造施工技术研究

针对独柱墩加固改造过程中,桥下作业空间有限、钢结构盖梁安装定位等难题,以原有桥梁结构为依托,在墩柱上安装钢抱箍,钢抱箍安装就位后,再将钢盖梁从地面提升到指定位置,并通过吊车进行水平方向的调节,将钢盖梁快速安装到位,使钢盖梁的安装符合设计要求。

改造工程塔式起重机基础转换架施工技术

为了减小塔式起重机设立对建筑的影响,研发了一种立于既有结构柱的塔式起重机基础转换钢梁的施工方法,发明了一种抱箍结构将预制钢梁一端与原结构柱连接,钢梁另一端利用新增短柱连接于地下结构柱上,改变传力途径,将塔式起重机荷载有效地传力给既有结构柱,解决了在改建、扩建的建筑工程中大型塔式起重机难以立于地下室顶板的难题。最大限度地利用了现有结构条件,实现在顶板承载力不足且无法设置加固措施的情况下,在车库顶板设立塔式起重机基础,既满足塔式起重机基础的承载力,又保证工程的施工进度。现场施工工序简单,对今后各类改造工程具有推广应用价值。

设置外包预应力钢板箍RC短柱抗震性能研究

提出一种采用预应力钢板箍对钢筋混凝土矩形截面柱进行抗震加固的方法.通过6个采用预应力钢板箍加固的RC短柱试件的低周反复加载试验,研究采用横向预应力钢板箍加固混凝土矩形截面柱的抗震性能.主要试验参数为横向箍板的预应力水平和试件的轴压比.通过试验检验了加固试件的破坏形态、强度、变形能力、滞回特性和耗能能力等重要抗震性能指标.结果表明,采用预应力钢板箍加固后的短柱的抗震性能得到大幅度提高,横向预应力钢板箍能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,将试件的破坏形态由剪切破坏转变成具有较好延性的弯曲破坏;加固后试件的变形能力得到大幅度提高,且位移延性比随横向预应力水平的提高而有所增大;试件耗能性能随预应力水平的增大而提高.

钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算与分析

目的得到钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算表达式.方法分别考虑钢骨混凝土部分和钢管混凝土部分各自承担的轴力和弯矩,将这两部分的轴力、弯矩叠加.钢管混凝土部分按照现行的钢管混凝土公式计算;钢骨混凝土部分采用简化分析,按照忽略环箍效应和考虑环箍效应两种情况计算,同时和按照叠加方法计算的钢管混凝土组合柱承载力进行比较.结果钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力比钢管混凝土组合柱承载力提高约15%,叠加的计算方法可以适用于钢骨-钢管混凝土柱.结论钢骨-钢管混凝土柱具有更高的承载力能力和更好的延性.

用柱中纵筋和箍筋代替锚固区网片局部承压的研究

对用预应力框架柱中所配的纵筋和箍筋代替锚固区钢筋网片的局部承压进行了１２个试 件的试验研究。试验结果表明，用柱中已配的纵筋和箍筋代替钢筋网片进行局部承压是安全可靠 且可行的，并且方便施工、提高效率。同时，对破坏形态和破坏机理进行了理论分析，提出相应的 简化计算公式和设计建议。

新型装配整体式短柱抗震性能试验研究

将采用螺栓和栓筋两种连接方式的装配整体式钢板箍短柱的抗震试验结果与普通钢筋混凝土短柱和高强螺旋箍现浇钢筋混凝土短柱的抗震性能进行了对比研究,结果表明,螺栓和栓筋这两种连接方式的装配整体式短柱的抗震性能均优于普通钢筋混凝土短柱而与高强螺旋箍现浇钢筋混凝土短柱的抗震性能相当,这两种节点构造连接可靠、安全,可以用于实际工程中。对这两种连接方式的优异性进行了对比研究,表明低剪跨比的螺栓连接短柱具有更优的抗震性能。

配筋钢管混凝土短柱中环向箍筋的受力机理

通过轴压试验和数值模拟手段,研究了箍筋对配筋钢管混凝土轴压短柱(R-CFST)力学性能的影响机理及承载力计算方法,旨在提出R-CFST设计方法和了解R-CFST施工时能否适当减少箍筋用量以降低成本。试验参数有平行式和螺旋式两种箍筋形式,其中,平行式箍筋有3种间距,共准备4组、8根R-CFST和3根钢管混凝土试件。试件在受力性能、承载力、断裂韧性、延性、套箍效应和破坏模式等方面的分析结果表明:构件在最大荷载前的受力特性和承载力与箍筋间距和形式无关,承载力计算时可不予考虑;平行式箍筋纵向间距的变化不会对构件的力学性能产生明显影响,因而推荐使用较大的箍筋间距以获得较好的经济效益;螺旋式箍筋有助于提高构件最大荷载后的受力性能,尤其是对延性的提高作用更为显著,因而推荐使用螺旋式箍筋以获得构件较好的延性和抗震性能。在试验结果的基础上,进行了数值分析研究,提出了可靠和有效的核心混凝土本构方程和此类构件的数值模拟方法,结合模拟结果进一步验证了试验结论的准确性。最后,研究了R-CFST的承载力计算方法,发现美国规范给出的公式过于保守,提出了与中国规范的设计习惯相匹配的R-CFST承载力计算公式,与试验结果对比分析表明提出的公式可以用于工程设计。

钢管活性粉末混凝土长柱轴压性能试验研究

通过14根钢管活性粉末混凝土(钢管RPC)长柱试件的轴压试验,研究钢管RPC柱的长细比及大长细比下套箍系数对钢管RPC柱轴压性能的影响。结果表明:试件的破坏基本属弹性失稳破坏类型,其中长细比较小的试件除弯曲失稳破坏外还伴随着局部受压鼓曲破坏,长细比越小,试件的延性破坏特点越明显,随着长细比的增加,试件也由弹性破坏逐渐转向失稳破坏;试验得到的钢管RPC长柱轴压荷载—应变曲线主要分为弹性阶段、弹塑性阶段和卸载阶段;在相同套箍系数下,随着长细比的增加,钢管RPC长柱的极限承载力和极限位移均逐渐降低;在大长细比下试件的套箍系数越大,其极限承载力也越大,但增加的幅度逐渐变小,钢管对RPC的约束能力不如普通混凝土。

钢管珊瑚混凝土短柱轴压性能试验研究

以南海岛礁的礁砂作为骨料,参照南海海水离子含量人工配制海水,制作7组圆钢管珊瑚混凝土短柱试件进行轴压试验,通过分析试件在轴压荷载下的效应变化和破坏形态,分别得到不同钢管套箍系数与试件长径比对短柱试件力学性能的影响规律,以及钢管套箍作用对核心珊瑚混凝土约束强度的影响。基于试验结果,进一步分析了钢管套箍系数对核心珊瑚混凝土强度的影响情况,回归得到钢管珊瑚混凝土极限承载力计算公式,为圆钢管珊瑚混凝土的设计应用提供试验参考。

预应力钢箍加固混凝土圆形短柱轴压性能研究

对33个预应力钢箍加固混凝土圆形短柱(PSHC)及9个对比柱进行轴压性能试验,研究配箍率(包括钢箍间距、混凝土柱直径)、预应力比、初始轴压比等因素对PSHC承载能力和变形能力的影响。结果表明:PSHC的承载能力和变形能力相比于对比柱,可分别提高107%和540%。加固效果会随着钢箍配箍率的增加而变好;预应力比逐渐增加时PSHC承载能力逐渐增加,峰值应变逐渐降低;初始轴压比的大小不会对加固效果产生明显影响,预应力钢箍加固混凝土柱技术可以作为一种不卸荷的加固方式。此外,提出PSHC承载力计算方法,用该文试验和其他学者试验数据进行验证,计算结果与试验结果吻合良好。

螺旋箍筋工程量的正确计算

在土木工程活动中,常常要计算圆柱形构件螺旋箍筋的工程量,其工程量的正确计算与箍筋长度密切相关.针对目前长度计算公式的某些错误,进行了严密的理论推导并结合工程的实际情况,比较准确地给出钢筋混凝土圆柱形构件螺旋箍筋长度系数,从而更方便实际工程中的快速计算与应用.

新型钢管混凝土中柱劲性环梁式节点的设计方法初探

提出了一种新型钢管混凝土中柱劲性环梁节点的新概念 ,讨论了该节点的传力机理和内力分配方法 。

装配式钢板箍焊接栓筋连接框架柱试验研究

通过对4个足尺寸框架柱进行低周反复荷载试验,分别研究装配式钢板箍焊接栓筋连接框架柱在不同轴压比情况下的开裂破坏模式、滞回特性、延性、耗能性能、承载能力及刚度退化趋势。试验表明:在相同尺寸及配筋情况下,装配式钢板箍焊接栓筋连接框架柱比现浇框架柱的承载力偏高、延性性能偏差,其他抗震性能较为相当,钢板箍焊接栓筋连接方式安全可靠。

螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱滞回性能试验研究

为了研究螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的滞回性能,以轴压比、配箍率、配钢形式以及截面形式为变化参数,设计10个试件(其中空腹式型钢混凝土柱对比试件1个,复合螺旋箍筋混凝土柱对比试件1个)进行低周反复加载试验。观察试件的破坏形态,获取各试件的滞回曲线和骨架曲线。分析试件的极限承载力、层间位移角、延性、耗能、强度衰减和刚度退化等抗震性能指标,以及各变化参数对其抗震性能的影响。结果表明:螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱主要表现为弯曲破坏和黏结破坏;相比空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱,螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的滞回曲线更为饱满,承载力、延性和耗能均有提高;随着轴压比的增大,其承载力、刚度和耗能能力提高,但延性和变形能力降低,强度衰减和刚度退化现象更为严重;随着螺旋箍筋配箍率的增大,承载力、刚度、延性、耗能能力和变形能力逐渐提高;相同总含钢量下,增大螺旋筋配箍率比增大型钢间接配钢率对其延性和耗能能力的提高更显著,对其承载力则相反;三种截面形式中,Ⅲ类截面试件表现出最优的抗震性能。

温度预应力钢板箍加固RC短柱有限元分析

本文结合国内外包钢加固方面的研究成果与实践经验,提出利用温度对钢板箍施加预应力以提高RC短柱抗震加固效果的方法。该方法旨在通过箍板降温回缩对加固柱混凝土产生预压应力,使核芯混凝土处于三轴受压状态,从而有效提高混凝土强度和变形能力,同时可有效降低后加部分的应力滞后,提高结合面传力性能。文中利用通用有限元软件ANSYS建立预应力钢板箍加固RC短柱计算模型,对施加和未施加预应力两种情况的构件进行轴压力恒定下的横向力位移非线性全过程分析。通过计算结果对比分析,揭示了通过施加钢板箍预应力加固方案的可行性。在考虑加固构件二次受力基础上,通过改变轴压比、预应力水平,研究预应力技术对短柱抗剪强度及变形能力的影响,以验证理论构想。

角钢套箍高强混凝土轴压短柱承载力分析与设计建议

以套箍系数、混凝土等级和钢材屈服强度为控制参数,设计15根剪跨比为1.5的角钢套箍高强混凝土轴压短柱;基于简化的钢材本构模型和考虑套箍效应的约束高强混凝土本构模型,采用ANSYS有限元软件进行数值仿真分析,通过与实验数据对比验证有限元建模的合理性;考察不同套箍系数、混凝土强度等级和角钢屈服强度等级对角钢套箍高强混凝土轴压短柱力学性能的影响;考虑缀板对混凝土的套箍效应,引入缀板影响因数,利用1stopt软件反演影响因数与套箍系数之间线性关系,建立角钢套箍高强混凝土轴压短柱极限承载力计算表达式,提出轴压短柱的设计方法与施工建议。结果表明,套箍系数比其他参数对轴压短柱的承载力和延性的影响更加显著,为该短柱在新建和改造工程中的应用奠定基础。

方钢管混凝土短柱轴压极限承载力研究

采用统一强度理论,对方钢管混凝土短柱的核心混凝土有效约束区和非有效约束区进行受力分析,通过方钢管的宽厚比对方钢管与核心混凝土间的约束效应进行控制,提出了方钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式,并对其影响因素进行了分析。然后将其推广到不同截面形式的钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算中,将计算值与试验值进行对比,验证了公式的合理性。该研究为钢管混凝土短柱承载力的研究提供了一定的理论依据。