可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构力学性能试验研究

佛山富龙西江特大桥4~26号斜拉索塔上锚固采用可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构,为掌握这种新型索塔锚固结构的力学性能,开展1∶2缩尺模型试验,对滑动副的工作性能、钢锚箱和混凝土塔柱应力状态、钢锚箱与混凝土塔柱间竖向相对滑移量、斜拉索索力传递路径及混凝土塔壁裂缝的发展规律进行研究。结果表明:镜面不锈钢与双组份石墨烯改性氟碳漆涂层组成的滑动副摩擦系数为0.055,适合作为可滑动钢锚箱的滑动副;钢锚箱侧拉板在斜拉索索力作用下处于拉、弯、剪复合受力状态,最大应力为150 MPa,应力水平较低,混凝土塔柱顺桥向最大拉应力仅为0.57 MPa,即使不设预应力也无开裂风险;钢锚箱与混凝土塔柱间的竖向相对滑移量很小,二者间连接可靠,能够很好地共同承受竖向索力;滑动端锁定前,竖向索力几乎全部由钢锚箱的固定端通过剪力连接件传递给混凝土塔柱,水平索力几乎全部由钢锚箱承担,滑动端锁定后,斜拉索索力增量由钢锚箱与混凝土塔柱共同承担;加载至2.5倍标准组合索力过程中,结构依次出现竖向裂缝和水平裂缝,所有裂缝宽度均较小,最大宽度仅0.2 mm。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

沌口长江公路大桥主桥设计关键技术

沌口长江公路大桥主桥为主跨760m的半飘浮体系双塔双索面PK钢箱梁斜拉桥,是长江上首座双向8车道高速公路特大桥,主梁全宽达46m。针对该桥宽幅、大跨及重载交通等特点,设计中对结构约束体系、主梁剪力滞效应、钢桥面抗疲劳性能、桥塔横向受力等关键技术问题进行研究。提出采用大吨位"弹性+阻尼"复合式新型阻尼器对结构总体约束体系进行优化;采用带中纵腹板的PK箱形断面并适当增加梁高,以弱化宽幅主梁的剪力滞效应;利用小型智能焊接机器人实现钢桥面板与纵向U肋的双面角焊缝连接;对横隔板处U肋过焊孔疲劳细节构造进行优化;对外侧2个车道正交异性钢桥面板的横桥向局部刚度进行加强;通过在桥塔中塔柱设置横向预拱改善桥塔横向受力。

港珠澳大桥九洲航道桥主梁及桥塔施工关键技术

港珠澳大桥九洲航道桥为主跨268m的钢-混组合梁斜拉桥,主梁采用开口钢箱梁+混凝土桥面板的组合截面;桥塔为帆形,由竖直的塔柱和弯曲的曲臂组成,高114.7m,采用钢-混组合结构。受海上恶劣环境和航空净空影响,桥梁施工难度大,为确保施工质量,提高施工效率,帆形钢塔柱在工厂内分段制造,上塔柱在工厂组拼成整体后运至墩位,利用大型浮吊将其整体提升至桥面,再利用桥面钢管支架进行提升、滑移、竖转安装施工;钢-混组合梁采用分幅、大节段工厂化制造,利用纵、横移滑道滑移出海,利用运架一体船起吊运输,支架法架设,左、右幅对接成整体后,逐步完成顺桥向大节段间的组拼焊接、斜拉索挂设、合龙及体系转换施工。

新白云机场航站楼组合梭形柱及箱形压型钢板屋面设计

介绍了广州新白云国际机场航站楼采用的呈人字形布置的组合钢管梭形柱以及 1 4m和 1 2m跨度屋面箱形压型钢板的设计、足尺试验结果及应用情况。这是首次在中国大规模应用的人字梭形柱结构及大跨度屋面压型钢板 ,其经验可供类似工程参考。

长期荷载作用下钢竹组合箱形柱蠕变分析

为研究钢-竹组合箱形柱的蠕变性能,以试验方式制作了8个组合试件,试件主要以截面尺寸、荷载水平以及有无螺钉为主要蠕变影响因素,进行长期加载试验,目的是观测组合柱在长期荷载作用下的位移、温度以及湿度变化,得出组合柱的位移变化曲线、温湿度变化曲线以及蠕变系数,并在实验基础上进行组合柱蠕变理论分析。最终实验结果得出对钢-竹组合箱型柱的蠕变有明显影响因素是截面尺寸以及荷载水平,是否打螺钉并不影响组合柱的蠕变性能,且理论上蠕变变形占初始变形的比例并不高,并不影响组合柱的正常使用。

带单排柱罩篷连续斜人行天桥设计与分析

某大跨人行天桥上设置单排柱罩篷,天桥本身为连续钢-混凝土组合梁,采用单箱单室钢箱截面,部分段端部与桥轴线成斜角。通过有限元方法对其进行了精细分析:研究单排柱罩篷在水平风荷载作用下的变形特征,不同斜交角对简支和连续桥端支座反力的影响,大扭矩作用下薄壁箱形截面中横隔板间距与刚度对截面畸变的影响,不同的TMD设置参数对本桥减振效果的对比分析。给出了不同斜角度时支座反力比、横隔板的间距及刚度建议,同时给出了适合本工程的TMD设置参数。结果可供类似工程参考。

长期荷载作用对钢-竹组合箱形柱力学性能的影响

为研究长期荷载作用对钢-竹组合箱形柱力学性能的影响规律,以长期荷载水平、截面尺寸、有无螺钉为参数设计制作了9根钢-竹组合箱形短柱试件,其中6根为长期试件,施加长期荷载后实施二次轴心受压破坏试验,其余3根作为对比用的短期试件,直接进行一次轴心受压破坏试验。对比分析长期试件和短期试件的破坏过程、破坏形态、破坏特征,探讨长期荷载作用后的钢-竹组合箱形短柱的荷载-应变关系、极限承载力、构件延性等力学性能的变化规律。结果表明:长期荷载水平对试件极限承载力和延性系数有一定的影响,但对屈服承载力的影响不明显;增大截面尺寸,试件屈服荷载提高,极限承载力和延性系数降低;螺钉可以提高试件延性系数而对承载力影响不明显;长期荷载作用后试件极限承载力和延性均有一定的衰减,但极限承载力仍高于1.5倍的屈服承载力、延性系数大于2.0,说明长期荷载作用后,钢-竹组合箱形柱仍具有良好的强度贮备和延性性能,能够作为长期受力构件用于实际工程结构。

某大型薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系预拼装模拟研究

为了研究薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系模拟预拼装,进行了某大型塔楼19层第9节柱和钢板剪力墙部分构件(共18根)的预拼装模拟。试验详细分析了预拼装方案的可行性及准确性,在此基础上结合钢结构安装顺序,构件主次关系和安装基准面,介绍了结构形式复杂的薄壁组合型预拼装模拟思路。研究结果表明,三维激光扫描仪可大幅提高测量自身精度,让控制点繁多的薄壁组合型实测模型与实测构件最大程度的接近;采用的预拼装模拟实现了薄壁组合型结构的检测过程及拟合结果可视化;预拼装模拟在薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系中的研究可为后续研究提供参考。

带斜撑箱形钢管叠合柱型钢混凝土框架节点有限元分析

针对鲁南高铁临沂北站结构所采用的带斜撑箱形钢管叠合柱型钢混凝土框架节点,介绍了一种通过AUTOLISP编程语言编辑INP文件的形式,快速建立ABAQUS有限元分析初始模型;应用ABAQUS中的塑性损伤模型,引入恰当的材料本构及损伤因子,模拟节点在最不利荷载组合及其极限荷载作用下的工作状况。通过分析得到节点区混凝土、钢筋、钢骨应力及混凝土损伤的发展规律,根据节点的荷载-位移曲线得出节点极限承载力。结果表明:该节点在设计荷载作用下承载力满足规范要求,且具有一定的安全储备。

超大截面复杂箱形桁架钢柱加工制作技术

介绍国家会议中心二期项目超大截面箱形组合钢柱的结构特点及加工制作精度控制难点,通过工厂的制造实践,总结出一套可操作性强、精度控制要求高的加工制作工艺方法,同时可为类似超大截面箱形钢柱工程提供借鉴。

某工厂类建筑的不规则结构设计

以某汽车研发中心项目为例,详细介绍了工厂类建筑在满足工艺、公用等功能要求下不规则结构设计方案的确定以及主要设计节点的实现,以期能为以后类似工程设计提供借鉴和参考。

建筑箱形叠合柱结构偏压受力性能有限元分析

为研究建筑箱形叠合柱结构偏压受力性能,采用ABAQUS软件建模,通过有限元分析法分析长细比、偏心距不同时,三肢箱形叠合柱结构、四肢箱形叠合柱结构的偏压受力性能,采用传统方法计算随机选择试件的偏压承载力,并与实际测试结果对比。结果显示:四肢、三肢箱形叠合柱结构试件的偏压最大承载力随长细比的增大而减小,随偏心距的增大而减小;绕x、y轴偏压破坏测试中,随偏心距的增大,2种结构的偏压承载力均减小,但P95型箱形叠合柱构件减小幅度小于P145型结构;三肢箱形叠合柱结构试件绕x轴偏压承载力减小幅度小于绕y轴;采用有限元方法计算偏压受力性能比传统方法更接近实际测试结果。

两港大道中段工程桥梁预制拼装设计

以两港大道中段工程为背景,总结了预制拼装施工的高架桥梁上、下部典型结构的设计方法、理念及特点,可为与上海市相似地区的城市高架快速路工程提供有益的参考。

钢-混凝土组合箱型梁的滑移和剪力滞效应

该文提出了钢-混凝土组合箱型梁考虑滑移和剪力滞效应的理论模型。模型中引入了5个变量,分别包括混凝土板轴向位移、钢梁轴向位移、竖向挠度、混凝土板翘曲强度函数和钢梁翘曲强度函数,采用虚功原理得到了组合箱型梁的控制微分方程组,微分方程组可基于有限差分法求解。进而结合有限元精细模型分析手段,通过分析1座简支组合箱梁桥和1座两跨连续组合箱梁桥的滑移和剪力滞效应,验证了理论模型的准确性与适用性。最后以承受均布荷载的简支组合箱梁桥为基础,采用理论模型研究了压弯或拉弯荷载导致的梁柱效应以及预应力束布置方式对剪力滞效应的影响,并进一步分析了所提出的理论模型较之于之前研究者提出的理论模型所具备的优势。

钢-竹组合箱形短柱力学性能研究

为研究钢-竹组合箱形短柱的力学性能,制作8组16个钢-竹组合柱试件,以截面尺寸、钢板厚度、有无螺钉以及螺钉间距为参数,进行轴心受压试验,观测不同参数下组合柱钢板和竹板的荷载-应变关系以及破坏特征,得到组合柱的延性系数、屈服承载力以及极限承载力,并根据组合柱钢材和竹材的荷载-应变关系,提出组合柱屈服承载力计算公式。研究结果表明:钢-竹组合箱形短柱具有良好的力学性能,截面尺寸和钢板厚度对组合柱的承载力和延性有明显的影响;是否打螺钉以及螺钉间距对组合柱承载力及延性的影响不明显,布置螺钉能够有效抑制组合柱受力过程中竹材的凸屈,提出的组合柱屈服承载力计算结果与试验值吻合良好。

长期荷载作用下钢-竹组合箱形柱蠕变特性

为研究钢-竹组合箱形柱的蠕变性能,设计制作了8根组合柱试件,以荷载水平、截面尺寸以及有无螺钉为参数,对其实施了长期加载试验,观测了组合柱在长期荷载作用下的变形发展,得到了蠕变-时间关系曲线以及蠕变系数,在此基础上通过确定组合柱蠕变与竹材蠕变间的关系提出了钢-竹组合箱形柱蠕变模型,并将蠕变计算值与试验值进行了对比分析。结果表明：钢-竹组合箱形柱的蠕变发展先快后慢,约在加载90 d后逐渐趋于稳定,长期持荷水平对蠕变的影响显著,截面尺寸有一定影响,而螺钉对蠕变大小基本没有影响;组合柱的蠕变系数为0.160-0.190,蠕变与试件初始变形相比处于较低水平;组合柱蠕变计算值与试验值在中后期表现出较高的吻合度,说明建立的蠕变模型可适用于预测钢-竹组合柱的蠕变发展和进行蠕变对构件力学性能的影响分析。

华润新鸿基杭州钱江新城万象城结构设计

华润新鸿基杭州钱江新城万象城楼盖中整体采用预应力混凝土结构,双向预应力承担楼盖竖向受力和楼盖温差收缩应力的作用;主体结构功能复杂,存在大量柱转换、大悬挑、大空间,内椭圆中庭为斜柱上盖桁架柱支撑玻璃天窗,斜柱采用钢管叠合柱,斜柱中庭顶主受力体系采用六根钢箱梁平面编织,切割出直径25m中无梁穿过的屋顶天窗留洞,通过对其结构分析和设计,提出了钢管叠合柱与钢箱梁的连接节点,可供类似工程设计参考。

“两联六口”组合截面箱型钢柱制作技术的研究和应用

对组合截面箱型钢柱的组焊(装)规律和工艺进行分析,着重研究控制焊接变形的方法和措施,对其焊接变形进行预控。总结"两联六口"组合截面箱型钢柱组焊(装)工艺,采取"内插法"解决组合截面箱型钢柱焊接变形等技术问题。