高强钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力性能试验研究

为研究高强钢管内填超高性能混凝土(UHPC)的钢管混凝土短柱轴压性能,该文设计22根高强钢管UHPC短柱进行轴压试验,从破坏模式、荷载-纵向应变关系对试件的轴压性能进行对比分析,旨在通过径厚比、混凝土强度、截面类型等变化来探究高强钢管UHPC短柱的实际承载力性能差异.试验结果表明:高强钢管UHPC短柱的轴压性能受径厚比、混凝土强度影响较大;试件承载力随钢管壁厚增加而增加,但相同钢管直径和不同钢管直径增幅呈现不同规律.该文从延性、核心混凝土强度提高程度两个角度进行分析并提出高强钢管混凝土试件的相关参数设计建议.最后,将高强钢管UHPC短柱的轴压试验承载力结果与国内外规范GB 50936—2014、AIJ计算承载力结果进行对比,并基于极限平衡理论推导出高强圆钢管UHPC试件的轴压承载力计算公式,同时结合该文试验数据对其进行验证,证明了公式的准确性.

新型波纹管连接方钢管混凝土拼接柱抗震性能试验研究

为研究一种新型波纹管连接方钢管混凝土拼接柱的抗震性能,以不同节点配筋率、不同节点锚固长度和轴压比为主要研究变量,对1个整浇柱和4个装配柱进行低周往复加载试验。研究分析了整浇柱与装配柱在破坏模式、滞回性能、位移延性等方面的抗震性能差异。结果表明:装配柱与整浇柱破坏模式类似,采用不同节点构造的装配柱与整浇柱在滞回曲线、骨架特性和刚度退化等方面差异不大,装配柱的耗能性能优于整浇柱。各装配柱极限位移角为1/16.7~1/25,满足规范设计要求。在较大轴压比下,装配柱的承载力提升,延性降低。在较大位移角下,装配柱节点抗震性能受焊缝质量的影响较大,建议实际工程中加强焊接质量管理,以保证构件具有足够的变形能力。

带对穿螺栓矩形钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法研究

设置对穿螺栓可以提高钢管混凝土短柱的力学性能,以试件同参数的ANSYS模型为原始算例,研究对穿螺栓的直径和纵向间距、套箍系数、宽厚比、长宽比、材料强度等参数对其轴压力学性能的影响。结果表明:设置对穿螺栓可以提高钢管对核心混凝土的约束效应,核心混凝土的应力分布表现为以对穿螺栓为分界线形成两个有效约束区,且四个角部的应力值最大;随着对穿螺栓纵向间距的减小、直径的增大,试件的承载力、变形能力、延性提高;试件承载力可随着套箍系数的增加、宽厚比的减小、材料强度的增强有小幅度提高。提出带对穿螺栓矩形钢管混凝土短柱的轴压承载力的计算方法,得到的计算值和试验值吻合良好,该方法还同样适用于带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱承载力计算,计算过程简便且准确度高。

极近距离煤层采空区下沿空留巷技术研究

为了解决极近距离煤层采空区下多次回采影响的沿空留巷围岩严重变形难题,以山东新查庄矿业有限责任公司(以下简称“新查庄煤矿”)91006综采工作面为工程背景,研究分析了采空区下沿空留巷覆岩顶板结构特征及运动规律,通过建立顶板位态力学结构模型,确定了采空区下沿空留巷巷旁支护阻力计算方法,计算出巷旁支护阻力为3432 kN,提出了“水力压裂超前断顶+巷旁钢管混凝土墩柱高强支护”为主体的巷旁复合支护体系。利用超前断顶卸压技术将巷旁顶板由传递岩梁结构向短悬臂梁结构转变,大大降低巷旁支护阻力,与钢管混凝土墩柱的高强巷旁支护相结合,特别适用于采空区下的沿空留巷工程。通过在新查庄煤矿91006综采工作面试验应用表明,留巷取得了较好的效果,巷道表面整体变形量较小,满足工作面回采期间的要求。

装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能试验研究

为了研究新型装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能,设计并制作3个足尺的预埋型钢式柱脚节点,并对柱脚节点开展低周反复加载试验:通过分析不同节点的破坏形态和抗震性能参数,研究拉结筋和加载方向对柱脚节点抗震性能的影响。结果表明:各节点的滞回曲线较饱满,具有较强的耗能能力,型钢预留拉结筋能够有效增强预制柱与外包混凝土的连接,设置有拉结筋的节点的抗震性能最佳;沿节点横截面强轴和弱轴施加水平往复荷载下极限承载力相近,弱轴受力下节点具有相对更好的变形能力;3个节点最终破坏均为外包混凝土损坏剥落,预制柱身完好无开裂,3个节点在外包混凝土破坏后承载力无明显下降;基于试验结果分析认为,外露式柱脚的极限承载力可采用规范中的承载力计算公式计算,且计算值与试验值吻合较好。

钢管柱外包薄壁装饰清水混凝土施工技术

装饰清水混凝土利用混凝土原色,体现建筑物的品质和格调,沉稳大方,但在空间较大的框架结构的公共建筑中,为保障最大限度地利用空间,柱网尺寸较大,很难实现清水混凝土效果,因此,相关问题催生出了在钢管圆柱外包薄壁清水混凝土的施工做法。文中采用钢管柱外侧设置栓钉、混凝土内配置抗裂钢筋的形式,使混凝土与钢结构完美贴合,同时避免了混凝土裂纹的产生,提升了建筑整体格局,产生了良好的社会效益。

钢管桥墩与混凝土基础的内插式刚性柱脚连接研究

介绍了传统钢管墩柱脚形式,并从结构形式和传力机理两个方面介绍了新型内插式柱脚,通过实际工程案例计算分析及规范对比,验证了该柱脚连接方式易于施工、造价低且抗震性能好,具有很高的经济价值和工程价值。

装配式预制墩柱高效安装关键技术研究

研究了高烈度区城市桥梁装配式下部结构技术,以市政行业及桥梁建设发展需求为背景,开发预制装配式城市桥梁下部结构(预制墩柱),主要将预制墩柱与现浇承台分别预埋钢管,组合焊连接,形成钢混连接结构形式,解决了常规预制墩柱在8度高烈度区新建或改扩建装配式桥梁施工中承载力不高、抗震性能弱的技术难题。主要论述了装配式预制墩柱的设计、施工及应用,从而实现该技术在桥梁建设中的推广应用,提升桥梁现代化建设水平。

钢管高性能混凝土柱抗震性能试验研究

对 4个钢管高性能混凝土柱和 2个钢筋高性能混凝土柱进行了抗震试验。试验发现 ,钢管径厚比和支座约束等是钢管高性能混凝土柱抗震性能的主要影响因素 ,特别是对钢管高性能混凝土柱的滞回特性、位移延性和极限相对位移的影响明显 ;钢管内埋并配置一定数量的抗剪钢筋是一种有效的支座嵌固 ;在柱截面尺寸及用钢量相同的条件下 。

地下室钢-混凝土组合结构施工

北京电视中心工程综合业务楼地下结构为钢-混凝土组合结构,包括钢管混凝土结构和劲性钢筋混凝土结构。针对工程体量巨大、结构形式复杂、施工难度大、工程质量要求高等特点和难点,在结构施工期间采用了多种实用性强的施工方法,解决了一系列施工难题,满足了工程质量和工期的要求。

T形截面方钢管混凝土组合异型柱的单向压弯力学性能和承载力研究

由于T形截面方钢管混凝土组合异型柱的压弯性能研究较少,为了对此特性展开分析研究,对其进行了单向压弯试验、有限元分析及理论计算;得到T形截面方钢管混凝土具有良好的延性和较好的承载力的结论,并提出了考虑钢管和混凝土组合刚度影响的等效长细比的计算公式。

广东省博物馆新馆节点设计及新技术运用

广东省博物馆新馆采用了钢管混凝土预应力桁架对挑悬挂结构体系,节点构造复杂。通过对关键节点的合理设计,较好地解决了钢结构与混凝土、钢结构与预应力之间的关系,并进行了节点有限元分析及节点试验的检验。工程中的主要节点在满足结构受力的前提下,同时兼顾了造价及施工方面的要求。另外,通过内置钢管混凝土剪力墙、钢管混凝土桁架、钢结构预应力、减振措施及内置加气混凝土砌块钢筋混凝土楼板等新技术的运用,在控制用钢量的同时极大地提高了结构安全性。

SRPE套管约束混凝土短柱轴压性能试验

针对西部盐渍土地区钢筋混凝土桥梁墩柱的腐蚀问题,提出一种新型组合结构“钢骨架聚乙烯塑料复合材料(SRPE)套管约束混凝土柱”,该新型组合结构能够彻底隔离墩柱与各种腐蚀性离子的接触。为研究其轴心受压力学性能,对12个SRPE套管约束混凝土短柱试件及3个素混凝土短柱试件进行了轴心受压试验,分析了混凝土强度等级、SRPE套管环向约束应力和膨胀剂对试件的破坏形态、荷载-位移曲线、延性和初始压缩刚度的影响规律。根据SRPE套管环向约束应力计算方法和约束混凝土短柱抗压强度计算公式,建立了SRPE套管约束混凝土短柱轴心抗压强度计算方法。结果表明:SRPE套管约束混凝土短柱的最终破坏形态均为核心混凝土发生斜剪破坏,且随着SRPE套管环向约束应力的增高,试件的剪斜变形角逐渐减小;试件混凝土强度等级越高,其荷载-位移曲线的峰值荷载越大,下降段更陡峭,试件的脆性越大;SRPE套管能够明显提高试件的承载力、峰值变形及延性,且随着SRPE套管环向约束应力的增大,试件各项力学性能均呈逐渐上升趋势;提高混凝土强度等级,试件的承载力提高,但峰值变形和延性有所降低;掺入膨胀剂(质量分数10%)使试件的承载力降低,而峰值变形、初始压缩刚度及延性则稍有提高;所建立的轴心抗压承载力计算方法可为工程实践提供参考。

一种采用钢管混凝土核心柱和预应力型钢混凝土梁的底层柔性结构

为研究采用钢管混凝土核心柱的套建增层预应力型钢混凝土(prestressed steel reinforced concrete frame,简称PSRC)套建增层框架在罕遇地震作用下的抗倒塌性能,文中基于非线性分析软件IDARC-2D对一榀单层单跨预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土核心柱框架开展滞回性能分析,并与试验结果对比验证,确定了数值分析所需的截面退化参数,在此基础上,建立了单跨多层套建增层框架模型,并分别对设防烈度为8度和7度,建造于I_(0)、I_(1)、Ⅱ、Ⅲ类场地,按第1、第2、第3设计地震分组设计的套建增层框架,开展罕遇地震作用下弹塑性时程分析,细致考察了套建增层框架的倒塌破坏特征和倒塌范围。研究结果表明:在8度罕遇地震作用下,建造于前述场地类别的部分套建增层框架将发生底层层间倒塌破坏;而在7度罕遇地震作用下,套建增层框架梁柱构件普遍开裂,但均未发生倒塌;在8度抗震设防区对底层层高为8.1~14.4 m、增层层数为1~4层的倒塌套建框架提高一个抗震等级进行设计后,均避免了倒塌破坏。

轴压纤维增强复合材料-型钢-混凝土组合短柱的力学性能

为了研究纤维增强复合材料(FRP)管壁厚度和试件尺寸对FRP-型钢-混凝土组合短柱力学性能的影响,对2根FRP-型钢-混凝土组合短柱进行轴心受压实验;利用有限元软件建立数值模型,对10根模拟试件进行分析,绘制试件在静力荷载作用下的荷载-应变曲线,分析FRP管壁厚度及试件尺寸对FRP-型钢-混凝土短柱轴心受压下力学性能的影响规律。结果表明:在试件尺寸相同的情况下,FRP管壁厚度越大,试件的承载能力越强,延性越好;随着试件尺寸的增大,试件极限应力增大的幅度减小,导致试件的延性劣化。

中空GFRP管-混凝土-钢管组合柱的轴心受压性能研究

为研究GFRP管壁厚及构件尺寸对中空GFRP管-混凝土-钢管组合柱的轴心受压性能的影响,对2根GFRP管-混凝土-钢管组合柱进行轴心受压试验,并在验证使用ANSYS软件建模适用的条件下,利用软件建模分析8根组合柱的极限承载力及应力-应变曲线.研究结果表明:当试件尺寸相同时,增大GFRP管壁厚会提高试件的延性和极限承载力;当尺寸增大时,增大壁厚对于改善承载能力的作用会减弱.

钢管混凝土柱防火保护层厚度实用计算方法研究

在对以往钢管混凝土柱耐火极限影响因素系统研究的基础上 ,提出了按规范ISO -834或GB9978-88规定的标准升温曲线升温作用下钢管混凝土柱防火保护层厚度的实用计算方法 ,计算结果与数值计算和试验结果均吻合较好 ,且略偏于安全。

逆作法中人工挖孔桩顶钢柱快速定位施工技术

某综合楼项目处于商业中心区,采用逆作法,桩基础为人工挖孔桩,竖向承重构件为钢管混凝土柱。介绍了逆作法中人工挖孔桩顶钢柱快速定位施工技术。

小截面钢管柱高抛自密实混凝土浇筑施工技术

某钢结构装配式住宅工程采用由小截面钢管柱与工字钢梁组成的框架结构体系,针对钢管柱截面小、高度高的施工难点,研究高抛混凝土的材料组成、施工机具和浇筑工艺,通过制作计量漏斗和可伸缩导管,确保了柱内混凝土的成型质量和密实度,满足了设计要求。

FRP管与钢管复合混凝土短柱的轴压性能研究

轴压性能是衡量FRP管与钢管复合混凝土柱的一项基本性能指标。通过6根FRP管钢管复合混凝土组合短柱的轴压试验,研究了夹层混凝土的类型和厚度、加载方式对轴压性能的影响,并利用有限元软件ANSYS对试验结果进行了验证。研究结果表明,全截面加载和核心加载两种加载方式下,夹层混凝土类型对组合短柱轴压性能的影响均不明显。全截面加载时,FRP管与钢管工作协同性能最好;夹层混凝土厚度较大的试件的承载力与延性性能较好;核心加载时,夹层混凝土厚度大的试件延性较好,但承载力较差。