H+Hat组合型钢板桩在基坑工程中的适用性研究

由于组合式钢板桩能重复应用于基坑支护工程中,较之桩支撑支护方案,其经济性较优。以某城市建筑基坑工程为例,采用极限平衡法和数值模拟对H+Hat组合型钢板桩在基坑工程中的应用进行了计算和分析。从技术经济性、施工速度、施工复杂程度、适用范围以及环境影响等方面将该组合式钢板桩与传统的桩支撑支护方案进行对比研究。结果表明,H+Hat组合型钢板桩应用于城市基坑工程是安全、可行的,可供基坑支护方案比选时参考借鉴。

H＋Hat组合型钢板桩结构性能研究

H+Hat组合型钢板桩构造简单、抗弯刚度大、可反复使用且经济性好,具有广泛的应用前景,但在国内尚未应用而缺乏验证。通过理论计算、室内试验、现场原位试验和数值模拟等手段对H+Hat组合型钢板桩的截面抗弯、锁口抗拉及锁口止水等结构性能进行了研究。研究结果显示:H+Hat组合型钢板桩具有比普通钢板桩更大的抗弯截面模量,且其抗弯工作性能良好;锁口抗拉容许强度远大于其实际运行的抗拉强度;锁口止水性能不差于普通钢板桩。研究为H+Hat组合型钢板桩在基坑、码头、船坞、围堰、库岸等工程中的推广应用提供了依据。

H+Hat组合型钢板桩沉桩特性现场试验研究

H+Hat组合型钢板桩构造简单、抗弯刚度大、可反复使用且经济性好,具有广泛的应用前景,但在国内尚未应用而缺乏验证。采用现场重复压、拔桩试验,对H+Hat组合型钢板桩的压、拔桩力变化规律及沉桩速度进行了研究。对反复压、拔工况下的全宽、锁口张开度、侧弯、翘曲变形进行了分析;对压桩设备进行了现场验证。结果表明:采用现有的施工设备能够较快地将H+Hat组合型钢板桩压入土体,H+Hat组合型钢板桩在反复压、拔后变形满足要求,可以在基坑、围堰、码头等工程中推广应用。

帽型H型钢嵌合型组合桩在软土基坑中的应用

本文介绍了帽型H型钢嵌合型组合桩及其工程应用,主要内容涉及帽型钢板桩的相关介绍及该围护体系的设计和施工等方面。将热轧宽幅帽型钢板桩和H型钢通过简易嵌合装置连接组成帽型H型钢嵌合型组合桩,因其工厂化加工和简易嵌合连接,具有组合形式丰富、对周边环境影响小、工期短、工序简单、运输方便、抗弯刚度大、止水性能好、轻量化、绿色可回收等特点。本文以杭州市拱墅区某软土基坑新建小学及社会停车库工程为例,提出了帽型H型钢嵌合型组合桩的设计和施工方案,并通过现场监测分析验证了嵌合型组合桩实际运用的可行性和安全性,对该工法的推广和应用贡献了较大参考价值。该围护型式在实际工程中的成功运用,可为类似工程提供借鉴。

帽形冷弯薄壁型钢混凝土组合梁的试验研究

为探讨帽形冷弯薄壁型钢 混凝土组合梁的受力和变形性能 ,对三根足尺组合梁试件进行了两根简支、一根两跨连续梁的静力加载试验。详细介绍了三根试件的试验情况 ,依据钢结构规范中的等效矩形应力图法验证了该结构形式的可行性与可靠性 ,提出了尚待研究的问题 。

高强冷弯薄壁型钢搭接式连续檩条受力性能试验研究

对550MPa高强冷弯薄壁型钢帽型截面搭接式连续檩条受力性能进行了试验研究。27根试件的试验结果表明,搭接式连续檩条的承载力与搭接部分刚度、截面内力、有效截面模量等因素有关,因此,负弯矩作用下的中间支座搭接端部变截面处和正弯矩最大的跨中截面都有可能成为构件承载力的控制截面。在确定高强钢材强度折减系数γ的基础上,根据试验结果确定出各组试件合适的搭接段刚度系数β和承载力计算公式。

921A钢纯剪切帽状试件在SHPB实验中的动态变形

应用ANSYS/LS-DYNA软件,开展了一系列基于921A钢纯剪切帽状试件的SHPB数值模拟。结合SHPB系统应力波理论,研究不同加载速率v0(或应力脉冲σI(t))下,特别是高应变率(约106s-1)下的压杆轴向应变波形以及相应的试件动态变形特性,并对高速撞击下压杆中应变波形的适用性作了相关讨论。

907A钢绝热剪切行为研究

利用压剪试样 ,采用Hopkinson压杆试验技术 ,研究了船用 90 7A钢在应变率 γ 2 .0 × 1 0 5s-1的条件下的绝热剪切行为 ,结果表明压剪试样韧带的变形是一个两端向中间传播的剪切变形过程 ;在该应变率条件下 ,该钢的绝热剪切带属于相变剪切带 .

空冷贝氏体钢动态压缩性能研究

利用SHPB动态力学性能测试系统、金相显微镜和S-4800场发射扫描电镜,研究了空冷贝氏体971钢的动态压缩性能与热处理工艺、长径比和试验温度之间的关系.结果表明:971钢正火后500℃回火处理随长径比提高动态压缩屈服强度提高约8%,正火后650℃回火处理随长径比提高动态屈服强度提高约20%.971钢具有低温敏感性,在—40℃低温下的动态压缩屈服强度比室温下降低约20%;帽形试样绝热剪切带内组织比带外组织致密,伴有熔化现象并形成棱状和微孔网状形貌.

钢铝双帽型保险杠横梁多目标优化

为了保证保险杠横梁优良的碰撞性能,并使其质量更小和结构简单,研究了一种钢铝双帽型保险杠横梁。使用LS-DYNA软件对保险杠横梁进行摆锤正面冲击数值模拟,经对比发现,钢铝双材横梁相比相同结构单一材料的横梁在正面碰撞中显示出良好的平衡性和碰撞性能;使用控制变量法研究发现,横梁前后帽的厚度和法兰的位置对其碰撞性能有显著影响;以最优拉丁超立方算法建立38组设计点,基于Kriging算法构建近似模型,并使用NSGA-II算法,以碰撞性能最优、质量最小为目标对横梁进行多目标优化。优化后钢铝双帽型保险杠横梁碰撞性能更优、质量更小,其总吸能为838.28 J,载荷峰值为18.31 kN,质量为2.08 kg,侵入量为24.78 mm,碰撞时间为0.10 s。

外包发泡混凝土帽钢龙骨组合立柱轴压承载力试验及分析

以立柱为帽形截面的轻钢龙骨（简称帽钢龙骨）和发泡混凝土共同构成的组合墙体为对象,研究组合墙体中由帽钢立柱和发泡混凝土共同构成的18个组合立柱的轴压承载能力。研究表明：组合立柱的轴压荷载-位移关系曲线包括明显的弹性和下降破坏两个阶段,其中弹性阶段基本为一条直线,且水平位移较小,说明发泡混凝土的包裹对组合立柱的水平位移有明显的束缚作用;外包发泡混凝土组合立柱的轴压承载力是单纯帽钢立柱的2～3倍;由于组合立柱两端帽钢的外露,当帽钢截面的厚度较小时,外露帽钢首先发生局部失稳,发泡混凝土的强度大小对组合立柱的轴压承载力几乎没有影响;而当帽钢厚度足够大时,随着外包发泡混凝土的强度增加,组合立柱的轴压承载力也随之增大,其破坏形式为发泡混凝土被压碎。

高强冷弯薄壁型钢搭接式连续檩条有限元分析

对550 MPa高强冷弯薄壁型钢帽形截面搭接式连续檩条试验试件进行了ANSYS有限元模拟,并在此基础上进行了参数分析。分析结果表明:对于试验和分析的搭接构造,在一定的搭接长度范围内,增加搭接长度能提高构件的极限承载力,而超过这个范围增加搭接长度反而使构件极限承载力降低。因此,靠增加搭接长度来提高搭接式两跨连续檩条极限承载力的做法是不经济的,在搭接长度较长时,应在搭接段沿试件长度方向增加自攻螺钉,且搭接长度不宜超过0.35L。在试验试件搭接段打自攻螺钉的截面上,腹板或翼缘增加一个自攻螺钉对试件极限承载力和破坏模态的影响不大。

高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条局部屈曲性能研究

对截面形式为TS40和TS61的19根550MPa高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条进行受弯试验分析其局部屈曲性能,并采用有限条程序CUFSM对这两种简支檩条局部屈曲应力进行计算分析,计算结果与试验值吻合较好。采用有限条程序对帽形截面受弯构件的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比、卷边翼缘宽度比、腹板翼缘夹角等参数进行计算分析,结果表明腹板翼缘宽度比是影响帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数的重要因素。利用考虑板组相关的我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)和英国冷成型薄壁构件设计标准(BS5950-5:1998)对帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数进行计算分析表明:我国规范在腹板翼缘宽度比小于1.5时偏于不安全,大于1.5时偏于保守,而英国规范相对比较安全。在参数分析的基础上,提出了考虑板组相关的帽形截面简支檩条受压翼缘弹性局部屈曲稳定系数计算公式,建议公式可供工程设计和修订规范参考。

921A钢纯剪切帽状试件绝热剪切变形的数值模拟

结合相关实验,通过一系列基于921A钢纯剪切帽状试件的SHPB数值模拟,研究试件的绝热剪切行为,分析试件内绝热剪切带(ASB)的产生、发展以及相应的试件温度场分布。研究发现:ASB是通过剪切区两端高温高应变的不稳定区域的扩展而形成;ASB的扩展速率与加载速率相关;在本文加载速率范围内,ASB带宽无明显变化,均为约70μm,基本与所设计的试件剪切区宽度一致;且对应所有加载速率,ASB均为形变带。

架空地板横梁受力性能有限元分析

建筑装修一体化技术的普及,使得能够满足自由布线,接线等要求的架空地板得到了广泛的应用。在满足架空地板使用功能的前提下,研发一种新型的架空地板冷弯帽形钢横梁截面,有效增大了建筑室内的使用高度。采用有限元软件ABAQUS对方钢横梁和不同截面的冷弯帽形钢横梁进行受力性能研究。研究表明,新型横梁极限承载力和抗弯刚度与壁厚和翼缘宽度有关,壁厚对极限承载力和抗弯刚度的影响更为显著。冷弯帽形钢横梁在能够满足正常使用要求的同时,增加了地板上方的使用高度,可以取代方钢横梁。

压型钢板组合箱型截面翼边板焊点间距的确定与应用

广州新白云机杨航站楼屋盖采用两个帽形冷弯型钢通过翼边板上纵向点焊形成组合箱形截面受弯构件 .根据组合截面在均布荷载作用下的简支梁跨中截面抗弯、支座截面抗剪的受力分析 ,给出了组合截面翼边板上焊点间距的取值 。

AISI D2钢力学性能尺寸效应实验研究

为研究AISI D2钢力学性能尺寸效应现象,在常温下采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对3种不同剪切带宽度(分别为800,400,50μm)的帽形试样进行了准静态和动态加载实验.实验结果表明,流动应力和失效应变随着剪切带宽度的减小而增大,但产生流动应力和失效应变尺寸效应现象的剪切带宽度不同.基于应变率强化项修正的Johnson-Cook本构模型,通过实验数据拟合得到材料的本构关系.研究表明,修正的Johnson-Cook本构模型与实验结果吻合较好.

铁素体含量对亚共析钢绝热剪切变形的影响

基于两种不同成分、两种不同热处理状态的亚共析钢的帽型试样强迫剪切实验,在Hopkinson压杆的不同速度加载条件下,研究了材料动态响应的微结构特征,分析了铁素体含量对绝热剪切的影响规律。结果表明,随着铁素体含量的减少,剪切带宽度越窄,绝热剪切越敏感。

界面滑移效应下钢-混凝土组合梁总剪力和挠度

推导了钢-混凝土组合梁挠度和界面连接件承受抗滑移总剪力的计算公式。应用本公式计算结果与文[1]按Goodman理论和文[2]按折减刚度法计算组合梁的挠度值很吻合。计算帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的挠度时,由于帽形冷弯薄壁型钢受拉,其凹槽中的混凝土随受拉开裂退出工作,应用本文公式计算此类型钢-混凝土组合梁的挠度,挠度公式中惯性矩只须不计帽形型钢凹槽中受拉开裂的混凝土,这样计算的挠度与[3]文试验帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的实测挠度值很吻合,说明本文计算钢-混凝土组合梁挠度和连接件承受总剪力的公式准确可靠。

高应变速率下45钢绝热剪切变形特征

基于退火、正火、调质三种不同热处理状态的45钢的帽型试样强迫剪切实验,在Hopkinson压杆的不同速率加载条件下,利用金相显微镜和扫描电镜测试方法研究了材料绝热剪切的变形特征和敏感性,分析了组织因素对绝热剪切的影响规律。结果表明,材料的组织不同,其绝热剪切变形的特征也不同。45钢正火态、调质态中均出现转变带,其余为形变带。随着加载速率和材料强度的提高,绝热剪切带由形变带变为转变带,剪切带宽度越窄,绝热剪切越敏感。