深圳岗厦北综合交通枢纽大尺寸钢管混凝土半埋 入式柱脚性能试验研究

深圳岗厦北综合交通枢纽位于地下空间资源紧张的城市核心区,规模巨大且荷载工况复杂,核心换乘区设有51.2m×48.0m的无柱超大跨中庭。为解决由场地条件限制导致的柱脚埋深不足问题,结合已有研究成果和工程实践经验,依托深圳岗厦北综合交通枢纽,提出并设计了半埋入式钢管混凝土柱脚节点。为检验节点可靠性,通过1/5大比例缩尺模型试验结合数值分析研究了轴力、剪力和弯矩共同作用下的半埋入式柱脚节点的力学响应,分析了柱脚内部的应力分布规律,揭示了同时设置环板和栓钉作为抗剪连接件时的工作机理。分析结果表明:设计荷载工况下,钢管混凝土柱轴力主要通过环板和柱脚底板传递,弯矩主要通过钢管侧壁承压传递;环板埋深较浅时可以获得较高的传力效率,但其下部混凝土易出现应力集中;钢管侧壁栓钉在埋置深度范围内均能够较好地发挥抗剪作用。承台下部桩基布置合理,设计荷载工况下未见承台冲切破坏特征、节点整体处于弹性工作状态;1.2倍设计荷载工况下节点刚度仍未见明显退化,节点混凝土未出现压溃或剥落,表面无可见裂缝发展,各关键位置钢材应力低于材料强度。设置环板和栓钉作为剪力连接件的半埋入式柱脚可以实现对钢管混凝土柱的可靠嵌固,提出的采用抗剪环板加强的钢管混凝土半埋入式柱脚节点设计与构造方案合理可行,满足结构安全要求。

工艺参数对磨料水射流切割钢板效果的影响

基于有限元(FEM)与光滑粒子流体动力学(SPH)耦合方法,利用数值模拟手段研究了磨料水射流切割钢板的加工机理,重点分析了磨料浓度、射流压力、射流角度对切割钢板效果的影响。结果表明,加入磨料的水射流对钢板的切割能力明显提高,切割截面呈“U”型;随着磨料浓度的增大,钢板切割深度呈增加趋势,切口宽度则变化不大;钢板切割深度随射流压力的提高则呈近似线性增加的趋势;当射流角度由垂直(90°)转变为一定倾斜角后,钢板切割深度有所降低,材料的整体去除量略有减少。

超高层建筑钢板剪力墙施工技术

北京绿地中心工程钢板墙焊接量大,焊接变形及残余应力控制难度大。施工中采取了对钢板墙中的型钢柱、钢梁、钢板的安装顺序控制,对钢板之间焊接方式、焊接顺序控制,对焊接工艺控制,对设置连接钢板控制等措施。在焊接过程中对钢板进行变形监测,通过监测数据总结焊接变形的规律并调整焊接工艺,使钢板墙的施工质量满足设计及规范要求。

波形钢板混凝土界面间粘结滑移力学性能研究

根据压型钢板混凝土组合楼板剪切粘结滑移和型钢混凝土粘结滑移的试验研究成果,分析了两者界面之间的粘结应力、应变的分布规律.基于试验研究成果,对轴心力作用下的波形钢板混凝土粘结滑移力学问题做了合理假定.从弹性力学角度推导了混凝土、波形钢板各自应力和位移的理论公式,并得出两者界面间滑移的理论公式,这为有限元分析波形钢板混凝土提供了理论依据.通过考虑混凝土浇筑方式、波角的影响因素设计了5个波形钢板混凝土推出试件,研究波形钢板与混凝土界面间粘结滑移力学性能.根据试验结果,提出了粘结强度特征值与波角的计算公式,发现波形钢板表面应变沿锚固深度呈指数分布规律.同时,得出了波形钢板等效应变特征值与波角的关系,提出了波形钢板等效应力计算公式.最后,通过对比分析基于弹性力学的粘结应力理论公式解和试验所得等效粘结应力解,发现两者吻合良好.

柔性线型聚能切割器的应用研究

从聚能射流形成及侵彻理论出发,总结了影响聚能射流穿深的因素,根据这些因素的分析及工程实际条件,设计并制造了一种铅质外壳柔性线型聚能切割器,对10 mm厚的45#钢板和斜支撑上截取的钢板进行聚能切割实验,发现线密度为158 g·m-1,炸高为2.4 mm的柔性线型聚能切割器完全贯穿45#钢板和斜支撑上截取的钢板;把此种柔性线型聚能切割器应用到钢管塔架立窑爆破拆除的斜支撑处理中,该柔性线型聚能切割器完全贯穿了斜支撑厚壁空心钢管,确保了结构倒塌方向无误,成功地辅助了钢管塔架爆破拆除的实施。

TA1/X65钛/钢复合板对焊工艺及焊缝组织和性能

采用MAG+TIG焊接方法对TA1/X65爆炸冶金复合板(复层Ti厚2mm,基层X65管线钢厚14mm)试件进行了板-板对接焊实验。利用有限元模拟计算、金相显微镜、X射线衍射、EDS能谱线扫描、显微硬度和弯曲实验,研究了焊缝临界熔深、组织特征、界面元素分布、主要物相、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,钛复层搭接焊质量严重影响复合板对焊接接头全壁厚背弯性能。随未焊透尺寸增大,背弯曲角度减小。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-Ti。显微硬度较高区域出现在焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。临界熔深1.25mm≤dL≤1.75mm、单边热影响区长度Cd≤2.83mm和焊接热输入W≤0.57kJ/mm可作为TA1/X65复合板搭接焊工艺参数设计的具体量化指标,是焊接接头全壁厚背弯实验成功的基本条件。因此,精确控制熔深,降低热输入,减小热影响区尺寸,细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全性的重要方法。

外包钢板-高延性混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为改善小跨高比连梁的抗震性能,采用高延性混凝土(HDC)代替混凝土,设计了2个外包钢板-HDC组合连梁、1个外包钢板-混凝土组合连梁和1个内置钢板-HDC组合连梁试件。通过拟静力试验,研究其破坏形态、变形能力及耗能能力。试验结果表明:采用HDC代替混凝土可提高外包钢板组合连梁的变形能力和耐损伤能力;HDC与钢腹板的协同工作性能较好,有利于钢腹板抗剪作用的发挥;外包钢板-HDC组合连梁的耗能能力明显高于外包钢板-混凝土组合连梁和内置钢板组合连梁;外包钢板-HDC组合连梁的剪压比设计值为0.65～0.70,其剪压比明显高于内置钢板组合连梁。因此,采用外包钢板-HDC组合连梁,可提高小跨高比连梁的剪压比限值,解决连梁设计中剪压比超限的问题。

开裂对粘钢加固钢筋砼梁二次受力的影响

文章根据粘贴钢板加固钢筋砼梁的二次受力特点,引入系数δ,提出了构件加固后相对界限受压区高度ξb计算公式。根据被加固构件加固时未开裂和已开裂2种状态,运用材料力学理论及相关规范得出了一次受力后构件截面几个重要应变参数的计算公式,从而研究了加固时构件开裂与否对ξb的影响。研究结果表明:考虑二次受力影响,应根据被加固构件的现场持荷、开裂状况以及钢板类型来综合确定ξb,从而合理确定最大粘钢量,避免加固后梁出现超筋破坏。

内置钢板-高延性混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为提高钢板与混凝土的协同变形能力,提出采用高延性混凝土(HDC)代替普通混凝土,设计了2个内置钢板-高延性混凝土(HDC)组合连梁与2个内置钢板-混凝土组合连梁对比试件。通过拟静力试验,研究试件的破坏过程、破坏形态、滞回特性、耗能能力及刚度退化等。结果表明:跨高比为1.5的试件均发生剪切破坏,跨高比为2.5的试件均发生剪切黏结破坏;与混凝土组合连梁相比,HDC组合连梁的延性和耐损伤能力均得到明显提高;试件发生剪切破坏时,HDC组合连梁较混凝土组合连梁的极限位移角和累积耗能分别提高了44.4%和83.5%;试件发生剪切黏结破坏时,HDC组合连梁的耗能能力仍有较大幅度提高。根据4个小跨高比组合连梁试验结果,计算得到其设计剪压比为0.48~0.57,明显高于小跨高比连梁的剪压比限值。基于试验结果和受剪机制分析,提出了小跨高比组合连梁的受剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。

大连国际会议中心复杂钢结构节点深化设计技术

在大连国际会议中心复杂钢结构节点深化设计中,采取了调整杆件方向、杆件截面替换、次要杆件偏心处理、节点间距离调整以及采取节点处加劲板对应公用、节点板加劲板加密、杆件翼缘做弯折加劲处理、节点处的上下翼缘做整板、角部做圆弧过渡、节点处杆件做变坡处理、节点处H型钢做封箱处理等措施,进行了多杆件复杂节点的深化设计,并采取了有效技术措施,在控制焊接变形、减小焊接残余应力影响的前提下保证了加工精度。

粘钢加固RC梁承载性能的理论和试验研究

通过33根RC梁的试验,对不同粘钢位置、不同板件宽厚比和粘钢量加固的RC梁进行了全过程的理论与试验研究。基于对粘钢加固RC梁在荷载作用下的变形过程和破坏形式的观察,讨论了钢板宽厚比、粘钢位置和粘钢量对RC梁的短期刚度、挠度、开裂荷载、极限荷载和破坏形式等承载性能的影响。通过理论计算结果与试验结果的比较分析,得到了粘钢与RC梁之间的协调工作系数主要随截面相对受压区高度变化的结论,提出了粘钢加固RC梁协调工作系数、抗弯承载能力和挠度的计算公式,给出了工程设计建议和确定合适钢板宽厚比、粘钢位置和粘钢量的技术措施,为工程实际中粘钢加固RC梁的设计和承载能力的确定提供了依据。

基于SIFT特征与多层BP神经网络的钢板缺陷检测算法

为了解决当前钢板表面缺陷在对比度弱、边缘复杂和光照不均干扰下易导致检测能力较低的问题,文章提出了基于SIFT特征与多层BP神经网络的钢板缺陷检测算法。首先,引入高斯差分和Hessian矩阵,对钢板图像进行空间尺度函数计算,统计SIFT深度向量特征,完成缺陷特征的检测与收集。然后,基于神经网络原始模型,计算其第五层输出结果,优化缺陷检测结果,并最小化输出层与期望值的差异平方,滤除伪SIFT特征的干扰,建立多层BP神经网络拓扑分析算子,准确识别钢板缺陷。最后,基于软件工程,设计检测系统软件,对文中算法的缺陷检测精度进行测试。实验测试结果显示:与当前主流钢板缺陷检测技术相比,文中算法拥有更高的准确性与鲁棒性。

钛钢复合板在海水中电偶腐蚀研究

电偶腐蚀电位接近碳钢自腐蚀电位,不随面积比的增大而变化;电偶腐蚀电流密度和腐蚀深度,随阴阳面积比的增加成倍增大。钛钢复合板制设备一旦内层钛局部腐蚀穿孔,钛与碳钢形成大阴极小阳极的电偶对,很大的电偶腐蚀电流密度作用在碳钢上,使碳钢加速腐蚀,造成设备早期失效。

基于图像金字塔的钢板表面深度信息提取方法

针对传统灰度匹配算法精度和实时性无法兼顾的不足，提出一种基于图像金字塔结构和归一化互相关相似度函数相结合的区域分层匹配算法，主要可控参数包括匹配窗口尺寸、匹配特征值范围、视差阈值范围、相似度阈值等，并基于双目立体视觉系统，通过双目视觉标定、等效标准极线结构的图像校正等方法，实现了钢板表面的深度信息提取，实验证明算法具有较高的精度和效率。

地震作用下高厚比对钢板剪力墙影响分析

考虑钢板的高厚比在地震作用下对多层钢板剪力墙的影响,采用有限元法建立了四层单跨钢板剪力墙和四层三跨钢框架-钢板剪力墙抗侧力分析计算模型,对钢板剪力墙进行了应力和位移的分析。结果表明,钢板的高厚比对结构的抗震性影响较大;四层三跨钢框架-钢板剪力墙结构比四层单跨钢板剪力墙结构的抗震性能好;建议一般情况下,多层单跨钢板剪力墙钢板高厚比的取值为λ=200～300,多层多跨钢板剪力墙钢板高厚比的取值为λ=200～400。

基于平衡电磁技术的钢板表面裂纹深度检测方法

针对钢板表面横纵两方向裂纹深度的检测问题,提出了基于平衡电磁技术的检测方法。通过电磁场分析建立了平衡电磁技术检测横纵裂纹的感应电压模型,并理论分析了检测电压的变化趋势;采用有限元方式分析了平衡电磁技术检测电压与裂纹深度的具体变化规律。通过设计等间距采样的平衡电磁技术检测平台,对钢板表面1~6 mm深的横纵向裂纹进行检测能力验证实验。结果表明:随着横纵向裂纹深度的增加,检测电压幅值线性增大;相同深度的横向裂纹检测电压幅值约为纵向裂纹检测幅值的2倍;该方法具备对钢板表面横纵向裂纹深度定量检测的能力。

水下软土深基坑钢板桩围堰施工设计

本文以小干二桥工程为例,介绍了钢板桩围堰施工及其注意事项,根据钢板桩围堰的施工技术要点,对围堰的强度、稳定性进行了简单的验算。

粘贴钢板加固技术中钢板厚度对桥梁加固效果的影响

以子牙新河特大桥工程为实例,采用Midas对不同厚度的钢板加固桥梁后主梁的承载能力、位移进行了模拟与分析,得出结论:钢板厚度对主梁的承载能力、刚度影响显著;随着钢板厚度的增加,主梁的极限承载能力、位移也逐渐提高;钢板厚度与主梁极限承载能力之间存在良好的相关关系。

亚投行项目核心筒钢板剪力墙同步吊装、延迟焊接技术

高层建筑钢板剪力墙吊装、焊接工程在目前建筑行业中不仅是一项新课题,也是一项难题,亚投行项目是国内首次同一建筑所有核心筒结构竖向全部采用全焊接纯钢板剪力墙施工技术,通过对核心筒钢板剪力墙深化设计、采用同步吊装、延迟焊接技术有效减小了焊接变形,避免了焊接裂缝出现,解决了加工、安装、焊接过程中的施工技术难点,为类似工程施工提供了借鉴。

抗震加固屋面架空层混凝土组合楼板施工技术

通过简要阐述老旧小区屋面加固现浇混凝土压型钢板组合楼板施工艺方法,明确如何使其与原结构共同受力,并通过简要计算验证以确保加固楼体达到设计规范要求。