可调节套筒式钢管支模架承载能力的试验研究

通过对可调节套简式钢管支模架体系单根立杆承载力的试验研究和理论计算分析,结果表明两者的吻合情况良好;又对多杆组合的整体支模架的现场加载试验,揭示了可调节套筒式钢管支模架体系的整体受力性能,对搭设可调节套筒式钢管支模架的施工操作具有指导作用。笔者认为可调节套筒式钢管支模架体系具有受力合理,安全可靠,提高工效的特点,其推广应用前景广阔。     

扣件式钢管满堂支模架结构整体承载能力分析研究

国内发生的多起扣件式钢管支模架结构坍塌事故,对扣件式钢管支模架结构计算理论以及施工安全性提出了更高的要求。考虑扣件式钢管支模架作为整体受力的三维钢框架结构体系,采用有限元软件ANSYS编制了扣件式钢管支模架的分析程序,并通过分析给出了扣件拧紧力矩、水平杆步高、水平杆搭设步数、立杆间距等对扣件式钢管支模架整体结构稳定性的影响。对于扣件式钢管支模架,在进行单根立杆承载能力验算的基础上,仍应根据现场支模架的搭设尺寸及构造措施,对整架承载力进行分析研究,确定支模架结构的安全性。     

扣件式钢管支模架单根立杆承载能力影响因素分析

为建立扣件式钢管支模架承载力精确的简化计算方法,调研了扣件式钢管支模架的立杆截面和扣件扭转刚度,归纳了扣件式钢管支模架立杆顶部的传力模式,在此基础上,建立了单根立杆的轴心受压二维有限元模型,分析了搭设层数、扣件扭转刚度、立杆间距、搭设步距、立杆搭设偏差和水平支承刚度对单根立杆承载力特征值的影响规律,并构建了相应的单参数拟合公式。结论指出,采用简化计算方法分析支模架承载力时,应充分考虑上述6种参数对立杆承载力的影响规律,对现行规范给定的简化计算方法进行适当修正。     

一种新型的高层钢管扣件式支模架体系

通过分析现行国家行业标准和浙江省地方标准中支模架的计算方法和构造措施,指出常规高层钢管扣件式支模架方案中剪刀撑斜杆内力对承重立杆的稳定性影响不可忽视,并通过数据估算出剪刀撑斜杆内力对承重立杆附加的竖向轴力,而此附加的竖向轴力在现行的标准中未加考虑;在此基础上提出了一种设置独立支撑体系的新型钢管支模架体系,对此新型钢管支模架体系的稳定性计算避开了对承重立杆附加的竖向轴力,可精确计算支模架的稳定性,对高层钢管扣件式支模架的搭设起指导作用。     

新型扣盘式钢管支模架受力特性的试验研究

对一种新型扣盘式钢管支模架的受力特性进行了系统的试验和理论研究,包括节点性能试验、单元体试验、支模架的足尺试验和节点刚度反分析.研究显示:扣盘式节点的强度明显高于传统的扣件式节点,具有更大的安全储备;支模架的破坏形态为无侧移的立杆失稳破坏;设置斜撑对于提高支模架结构稳定性和力学性能有显著作用;扣盘式节点刚度介于刚接和铰接之间,且这一半刚性对支模架的承载力有显著影响,通过有限元计算和反分析可得出节点刚度值.     

扣件式钢管支模架稳定承载能力研究

在直角扣件抗扭刚度试验基础上,考虑扣件连接的半刚性,建立了扣件式钢管支模架稳定承载能力分析的三维有限元模型。采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架的稳定承载力,结果表明线性屈曲所得的稳定承载力要大于非线性稳定计算结果,尤其是在有初始缺陷时由线性屈曲所得的稳定承载力是不尽合理的。然后采用非线性屈曲方法,计算了不同搭设变量下的稳定承载力,并表示为工程上常用的计算长度系数。对稳定承载力的影响因素进行了分析,指出支模架的初始缺陷、扣件半刚性对支模架稳定承载力的影响比较显著,扣件螺栓拧紧力矩定为40N.m是经济合理的。本文的研究成果可作为扣件式钢管支模架稳定性设计的依据。     

扣件式钢管支模架扣件抗扭性能的研究

简述了扣件式钢管支模架的研究现状,结合相关规范要求,提出了扣件抗扭性能的试验研究方法,并对其试验过程进行了说明,为扣件式钢管模板支撑体系承载力的计算及有限元模拟提供了依据。     

大空间密肋梁模架施工技术

水城广场地下展厅层高10.22 m,顶板为密肋梁结构,次梁轴线间距3 m。模架支设高度高,支设面积大,施工难度高。支撑体系采用碗扣式钢管脚手架和扣件式钢管脚手架相结合的形式。通过对模架体系采用创新设计,梁底轴线位置设单排立杆,梁底主龙骨采用贯通钢管,同时兼作模架上部水平杆,保证了模架的整体性。     

扣件式钢管支模架立杆计算长度取值介绍

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2011》新规范(以下简称新规范)中关于扣件式钢管支模架立杆计算长度的取值问题,是通过大量的支模架试验得出各类不同工况情况下临界荷载.考虑了满堂支撑架整体稳定性因素的单杆计算长度系数μ1、μ2,并且新规范还引入了高度调整系数调降强度设计值以及明确了支撑架立杆伸出顶层水平杆的悬臂长度a的取值,较好地弥补了《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ 130-2001)》老规范(以下简称老规范)中立杆计算长度取值问题的不足.     

插销式脚手架在异形结构中的安全性能研究

为研究插销式钢管脚手架的安全性能,对异形结构中的模板支架和外墙脚手架进行现场试验研究,同时采用ANSYS有限元软件对脚手架进行静力分析和屈曲分析,得到不同工况下脚手架的应力和稳定承载力。研究得出:当稳定系数φ≥0.5时,法国钢结构标准规定的ADG插销式脚手架的安全系数明显高于JGJ 130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中K=2的规定;插销式脚手架的节点属于半刚性,当刚度取20 k N·m/rad时,理论值与试验值较为吻合;支模架的失稳属于局部失稳,立杆端部外伸长度对支模架的承载力有着重要影响。建议在对插销式脚手架进行设计时,采用半刚性的有侧移框架理论。     

方钢管螺旋筋复合约束混凝土柱偏压性能试验及承载力计算

为研究方钢管螺旋筋复合约束混凝土柱的偏心受压性能,完成了18个试件(其中17个方钢管螺旋筋复合约束混凝土试件和1个普通方钢管混凝土对比试件)的偏心受压加载试验。考虑了螺旋筋间距、径宽比、长细比、偏心率、纵筋配筋率以及钢管壁厚6个变化参数,通过试验,观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了荷载 挠度曲线和荷载-应变曲线,分析了各变化参数对其偏压性能的影响规律。结果表明：方钢管螺旋筋复合约束混凝土的承载性能和破坏形态与普通方钢管混凝土的相似;螺旋筋主要在弹塑性和下降段发挥作用,并可提高试件的承载力和延性,延缓钢管壁的局部鼓曲,且材料强度能够充分发挥,其间距越密试件的变形性能越好;偏心率和钢管壁厚对承载力影响显著,其他参数的影响相对较小。最后提出了基于偏心率折减系数和内力相关关系的偏压承载力计算式,计算值与试验值均吻合较好。     

方钢管再生混凝土短柱轴压承载力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行非线性分析,建立了适用于有限元分析的钢管和再生混凝土本构关系模型;利用极限平衡法推导方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式函数类型;利用计算结果拟合出方钢管再生混凝土短柱轴压承载力的计算公式。研究结果表明:所提出的材料本构关系模型可以较好地满足对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行模拟分析的要求,通过模拟获得的计算结果与相关试验结果差异较小,所建立的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式能够较准确地计算构件极限承载力。     

高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力研究

为了研究火灾高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能及极限承载力,以再生粗骨料取代率、恒温温度和恒温时间为变化参数,对20个设计的圆钢管再生混凝土短柱试件进行火灾高温后的力学性能试验。并对各变化参数对圆钢管再生混凝土短柱极限承载力的影响进行分析。利用统一强度理论和叠加计算理论分别计算高温后其极限承载力,并与试验实测结果比较。研究结果表明:高温后钢管再生混凝土短柱的受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土柱相似;火灾温度对承载力影响显著;同一温度下,承载力随恒温时间的延长呈先上升后下降的趋势;骨料取代率对试件的承载力影响不大;采用统一强度理论中钟善桐计算法对高温后圆钢管再生混凝土短柱的极限承载力进行计算,计算值与试验值吻合较好。     

圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力

针对再生混凝土相对普通混凝土延性较差、承载力较低的特点,利用钢管和钢筋笼对再生混凝土的约束作用,将钢筋再生混凝土灌入圆钢管中形成圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行研究。基于极限分析法、套箍理论以及双剪统一强度理论,考虑钢管和钢筋笼的双重约束效应,提出了一套包含钢管径厚比、约束效应系数、含钢率以及再生粗骨料取代率等影响因素的圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力计算方法。在理论推导的基础上,考虑短柱的非线性、钢管与再生混凝土的滑移影响,采用ABAQUS有限元软件对圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行建模分析; 将理论公式值、有限元仿真结果以及相关文献试验数据进行对比,验证公式的有效性与适用性。结果表明:加了钢筋笼的圆钢管钢筋再生混凝土比圆钢管再生混凝土短柱轴压承载力提高10%左右,研究结论可以为实际工程的应用提供理论基础。     

方钢管再生混凝土长柱偏心受压承载性能试验研究

为了研究方钢管再生混凝土偏心受压长柱的受力性能,设计了15个试件进行静载试验,考虑了再生粗骨料取代率、长细比和偏心距3个变化参数。通过试验得到了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、截面应变分布情况以及试件的承载力等重要数据,对再生粗骨料取代率、长细比、偏心距等变化参数对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载性能的影响进行分析,利用国内外相关规程的计算方法对方钢管再生混凝土偏心受压长柱承载力进行计算,并与试验实测结果对比分析。研究结果表明：方钢管再生混凝土偏心受压长柱的承载力、破坏形态、变形特性、截面应变分布与普通方钢管混凝土偏心受压长柱相似,方钢管再生混凝土偏压长柱同样具有良好的承载力和变形能力,试件的承载力随着长细比和偏心距的增大而减小,而再生粗骨料取代率对其影响不大,根据规程DBJ 13-51-2003得到的方钢管再生混凝土长柱承载力的计算结果与试验结果吻合较好。研究结果可为方钢管再生混凝土的进一步研究和推广应用提供参考。     

Experimental research on mechanical behavior of concrete-filled thin-walled stiffened square steel tubular short column under axial load

为研究带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱的受力性能,以钢管宽厚比、加劲肋宽度和加劲肋个数为参数,对26个薄壁方钢管混凝土短柱进行了试验研究。研究结果表明：对于无肋试件,在达到承载力以前管壁已经发生鼓曲,且试件宽厚比越大,鼓曲越早发生,鼓曲部位的钢管截面越早退出工作,没有发挥出钢管混凝土的优势。设置加劲肋后薄壁方钢管混凝土短柱的受力性能得到明显改善,钢管壁的局部鼓曲得以延缓,材料强度得到了充分利用,试件承载力提高。当试件宽厚比为60、80时,加劲肋宽度对试件承载力影响最明显,加劲肋宽度越大,承载力越高,增加加劲肋个数对试件承载力影响不大;而当试件宽厚比为100时,设置单个加劲肋已不能满足对管壁局部屈曲的抗弯刚度要求,必须增加加劲肋的个数以增加约束钢管变形的支撑点,减小管壁局部屈曲的波长,提高试件局部屈曲的临界荷载。同时利用ABAQUS有限元计算软件对薄壁带肋方钢管混凝土轴压短柱的受力全过程进行了模拟,并将试验结果与有限元模拟结果进行了对比,两者吻合良好,为下一步分析奠定基础。     

多腔体方钢管混凝土短柱轴压力学性能研究

对9个多腔体方钢管混凝土柱进行了轴压试验,研究了腔体数量、钢管与内部腔板壁厚比t/t1对试件承载力、延性和变形能力的影响.同时使用ABAQUS软件对多腔体方钢管混凝土柱进行了全过程受力分析,模拟结果与试验结果吻合良好.结果表明:在达到承载力之前,单腔体方钢管混凝土试件已经发生鼓曲,鼓曲在达到承载力后迅速增大从而导致焊缝...     

CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱试验研究

通过对10根CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱和用于对比的5根圆钢管混凝土轴压短柱承载力的试验研究,初步探讨CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱的受力性能以及CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱承载力的提高效果。分析了钢管约束指标和CFRP筒约束指标等对CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱承载力的影响。研究结果表明:在本次试验的参数范围内,外包CFRP可以有效提高圆钢管混凝土轴压短柱的承载力;CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱承载力的提高率近似随着CFRP筒约束指标的增加而线性增加;在其它条件相同的情况下,钢管约束指标越大,承载力提高率越小;承载力提高率随着约束指标比的增加而增加;如果粘结良好,在破坏前,CFRP筒和钢管可以保持协同工作。     

Mechanical behaviors of T-shaped concrete-filled steel tubular columns under axial impact

为研究T形截面钢管混凝土短柱在轴向冲击荷载作用下的承载力,以及钢管内混凝土应力分布特点,将PVDF压电薄膜制作成一种可植入式压电应力传感器埋置在钢管内混凝土中,对T形截面钢管混凝土短柱进行轴向落锤冲击试验。通过PVDF电压应力传感器监测数据的转换获得钢管内混凝土应力变化规律,同时获得不同冲击高度下T形截面钢管混凝土短柱的冲击力时程曲线和抗冲击承载力。试验结果表明：T形截面钢管混凝土短柱具有较好的抗冲击性能,壁厚大的钢管混凝土柱其冲击力峰值较大,竖向变形较小、冲击持续时间较短,增加钢管壁厚可提高对混凝土的约束作用,增强钢管混凝土柱的抗冲击承载能力。     

钢管混凝土中钢管的纵向容许应力

针对钢管混凝土短柱轴心受压过程中钢管与核心混凝土在极限承载阶段时的多向应力状态,引入钢管纵向容许应力折减系数与混凝土抗压强度提高系数,对钢管混凝土的应力状态、轴压承载力计算进行理论分析,给出各系数的计算方法,并将计算值与试验值进行对比。结果表明:该方法计算值与试验值较为吻合;钢管纵向容许应力折减系数的引入有助于加深对钢与混凝土二者之间相互作用的认识,在工程常用范围内可为钢管混凝土结构节点设计提供参考。