正交斜放竹条覆面桁架搁栅承载力试验研究

正交斜放竹条覆面桁架搁栅的构造特征是把两层正交斜放的竹条钉接在矩形木骨架的两个侧面,形成一种新型竹木复合搁栅。通过对2组不同木骨架形式共计4根竹木复合搁栅进行受弯承载力试验,观察搁栅的变形和破坏特征,得到每根搁栅的荷载-变形曲线。试验表明:随着荷载不断增加,竹木复合搁栅表层竹条破坏前有明显征兆,从初步损伤到产生破坏的过程一般较长,变形较大,且具有良好的变形恢复能力。试验数据分析表明:新型竹木复合搁栅满足轻型木结构楼面搁栅以及低层冷弯薄壁型钢房屋楼面搁栅在楼面荷载作用下的强度和变形要求,在允许挠度范围内不会发生强度破坏。正交斜放竹条覆面桁架搁栅承载力试验研究证明了此类构件的工程应用价值,为后续技术优化和理论分析提供了有益参考。     

某木结构楼盖静载试验研究

对某一木结构房屋的部分楼盖区域进行了静载试验,着重检验了木楼盖中的一根木主梁和两根搁栅在试验荷载作用下的工作状态。依据现行的国家设计规范,对试验荷载下木主梁和搁栅的挠度值进行了对比,得出该试验区域较为科学的检验结论,可作为类似工程检验的借鉴。     

木桁架搁栅楼盖振动性能研究

为了深刻理解木桁架搁栅楼盖振动性能与居住者感受之间的关系,对木桁架搁栅楼盖振动性能进行了试验研究和主观评价。研究发现木桁架搁栅楼盖的基本自振频率、静态挠度和振动加速度等指标与居住者的感受有密切关系;通过在木桁架搁栅楼盖中增加横撑和板条撑等加强附件能显著改善了其振动性能;建议木楼盖减振设计体系中将静态挠度和基本自振频率作为设计指标,而评价体系中除静态挠度和基本自振频率外增加峰值加速度这一评价指标。     

压型钢板混凝土组合楼板抗震性能的理论分析和试验研究

采用拟静力试验方法对组合楼板在循环荷载作用下的受力性能进行试验研究,并由此得到组合楼板的滞回曲线、骨架曲线及荷载和挠度的特征值。试验结果表明,采用可靠构造措施的压型钢板和混凝土组合作用明显,在不失较高承载力的同时,组合楼板仍具有良好的抗震性能。同时还对试验板件进行了非线性有限元分析,计算结果与试验数据吻合良好。     

轻质芯模混凝土叠合密肋楼板试验研究与分析

为研究轻质芯模混凝土叠合密肋楼板的受力和变形性能,对由混凝土梁四边支承的轻质芯模混凝土叠合密肋楼板的足尺模型进行了竖向加载试验。观测楼板裂缝的出现和发展以及楼板破坏过程,分析楼板的荷载-挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线以及楼板的安全性和适用性。试验结果表明,在初始加载到破坏的整个过程中,楼板的裂缝逐渐开展,挠度缓慢增大,楼板表现出良好的延性破坏特征;同时楼板呈现出明显的双向板受力特征,主肋表现出T形截面梁的受力特征;楼板具有较高的安全储备和良好的适用性。     

装配式铝合金复合楼板的承载性能试验研究

为了考察铝合金复合板作为楼板体系时装配式构造连接的承载性能,对一足尺铝合金复合楼板试件进行了极限受弯承载力试验.铝合金复合楼板水平放置在位于四个角部的铰支座上,以平铺粘土砖模拟面荷载,对铝合金复合楼板进行加载和卸载试验,通过分析测点挠度和应变,分析该楼板构造连接的承载性能;为了考察集中荷载与面荷载作用的差异,以8名志愿者的体重模拟集中荷载作用,对比研究铝合金复合楼板在承载集中荷载时与承载面荷载时的受力性能.加载试验结果表明,铝合金复合楼板的装配式构造连接具有较大的承载能力,面荷载可达8.94kN/m2;卸载试验结果表明,铝合金复合楼板的可恢复变形占其总变形的40％～60％.复合楼板处于弹性受力阶段时,集中加载与面荷载加载时的挠度曲线差异较小,可忽略荷载类型不同带来的影响.铝合金复合楼板的整体抗弯刚度建议按140kN· m2取值.     

装配式钢骨增强微孔混凝土复合楼板力学性能试验研究

为研究实际工程中装配式钢骨增强微孔混凝土复合楼板的承载能力,通过静载试验,得到了其荷载-挠度曲线和裂缝长期发展特征,并对该复合楼板进行了配筋计算、裂缝宽度和挠度验算。此外,采用有限元软件MARC对复合楼板进行了受力分析,并与试验结果进行了对比,发现两者吻合程度较高。研究结果可为相关复合楼板的设计提供参考。     

某开裂楼板的荷载试验及承载力计算

楼板开裂是工程中常常遇到的问题。为检验局部开裂后楼板的受力性能,本文通过现场堆载测试楼板的跨中挠度,判定楼板在静力荷载试验作用下是否处于弹性受力状态,卸载后挠度是否基本恢复,是否满足设计荷载作用下正常使用的要求。同时通过理论计算,分析比较了楼板的抗力与作用效应比,现场荷载试验与理论计算相结合,为楼板的安全性鉴定提供了范例。     

钢-混凝土组合楼板施工阶段变形计算荷载取值探讨

现场测试和模拟试验表明,压型钢板作为组合楼板浇注混凝土的底模,在施工荷载撤走后,压型钢板的变形出现回弹,实测挠度与楼板自重作用下的计算挠度基本吻合,小于按现行标准计算的结果。因此,验算组合楼板施工阶段的挠度时,可不考虑施工荷载的影响。     

四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板试验研究

对一个四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的大比例模型进行了试验,并对其变形特征、裂缝分布、破坏形态和极限承载力等进行了研究。试验研究结果表明:均布荷载-挠度曲线近似为两折线,当拼缝之外的裂缝(垂直预应力方向裂缝和斜向裂缝等)出现时,曲线发生明显转折,楼板刚度迅速降低,因此,楼板的开裂荷载应取拼缝之外的裂缝出现时所对应的荷载;楼板开裂前,荷载主要由预应力方向承担,预应力的存在提高了楼板的开裂荷载,但降低了楼板的延性,楼板首次开裂便出现了大量斜裂缝;楼板破坏时的裂缝分布和破坏形态具有典型的塑性铰线特征。基于塑性绞线理论,推导了均布荷载作用下四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的极限承载力公式与塑性绞线形成位置,计算结果与试验结果吻合良好。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力影响因素分析

采用ANSYS非线性有限元分析方法,分析了压型钢板与钢梁连接螺钉间距、钢材屈服强度、混凝土强度、C型钢梁板厚、钢筋混凝土翼板厚度、压型钢板型号、钢梁间距、楼盖宽度、钢梁跨高比及腹板高厚比等因素对冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力和延性的影响。研究表明：压型钢板与钢梁连接螺钉间距、钢材强度、钢梁板厚、压型钢板型号、钢梁间距、楼盖宽度、钢梁跨高比和腹板高厚比等因素对组合楼盖受弯承载力影响较显著,而混凝土强度则影响较小;钢筋混凝土翼板厚度在50~100 mm范围内时,组合楼盖受弯承载力随混凝土翼板厚度增加呈线性增长,当翼板厚度大于100 mm后,其受弯承载力将不再提高;混凝土强度、钢梁间距及楼盖宽度不影响组合楼盖的延性。组合楼盖可简化为T形截面组合梁模型计算。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力试验研究

通过对4个足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖的受弯承载力进行单调静载试验研究,分析了压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距和楼盖梁数量改变对组合楼盖极限承载力的影响及破坏机理。研究表明：在正常使用阶段,组合楼盖具有较高的承载力和较小的变形;减小螺钉间距和增加楼盖梁数量均能够提高组合楼盖的极限承载力。破坏模式主要表现为楼盖梁发生弯扭屈曲的同时,受压区翼缘、卷边及毗邻腹板出现相关屈曲破坏,屈曲波长为相邻螺钉间距;支座附近混凝土与压型钢板为脱离、掀起破坏;集中荷载作用点处楼盖梁为折曲破坏。采用考虑材料、几何和接触非线性ANSYS有限元程序对试验模型的受力性能进行了模拟,非线性有限元计算结果与试验结果吻合较好。在试验研究和有限元分析基础上,提出了组合楼盖的简化计算模型和理论计算方法。图14表8参9     

Fire resistance of LSF floors made of hollow flange channels

Light gauge Steel Frame (LSF) floor systems are generally made of conventional lipped channel section (LCS) joists and lined using fire resistive gypsum boards. Although the use of LSF floor systems has significantly increased in the construction of fire rated buildings, it is limited to those made of LCS joists. Since the fire resistance ratings (FRR) for steel sections other than LCS joists are not available, engineers are reluctant to use innovative steel joists in LSF floor systems exposed to fire conditions. To overcome these limitations, a new LSF floor system recently developed using a welded hollow flange channel (HFC) section as joists was investigated using both experimental and numerical studies under standard fire conditions. Both these studies demonstrated higher fire resistance ratings in comparison to those made of LCS joists. However, they were limited to one welded HFC joist section. Hence a detailed parametric study of LSF floor systems made of HFC joists was undertaken to investigate the effects of joist sizes and shapes, steel types and service openings on the FRR using the validated finite element models. This paper presents the details of this finite element analysis based parametric study and the load ratio versus time curves. These results can be used in designing the LSF floors made of HFC joists with varying sizes for different industry applications without the use of expensive fire tests.     

扣式连接结构的节点半刚性模型探讨

文章对空间结构中扣式连接节点进行了探讨,研究了其在结构分析中采用的半刚节点模型的特征,并通过一个算例比较了其与普通半刚节点连接模型的区别,对不同节点模型下的结构响应进行了对比分析。     

速成墙板-钢筋混凝土组合楼板的受力性能研究

利用非线性有限元方法,对速成墙板-钢筋混凝土组合楼板受力全过程进行分析,结合实测数据,对计算所得的荷载-挠度曲线、截面应变及承载力进行了对比,并对结果进行分析,建立了力学分析模型,为今后对这种结构进行计算机模拟试验提供了参考依据。     

两跨无粘结预应力混凝土连续板抗火性能试验与分析

完成了9块两跨无粘结预应力混凝土连续单向板抗火试验。通过布置于试验板内的热电偶,获得了试验板截面的温度场分布。通过布置于无粘结筋锚固端的力传感器和试验板上的位移传感器,获得了试验板中无粘结筋应力和试验板新增变形在火灾下的变化过程。通过布置于各试验板边支座上的压力传感器,获得了两跨连续板支座反力在火灾下的变化过程。受火过程中试验板背火面经历了水分溢出、水蒸气形成和发展、溢出水干涸及水蒸气消失的过程。基于不同试件不同时刻的无粘结钢丝应力实测值、边支座反力实测值、跨中新增变形实测值,拟合出了考虑各关键参数影响的火灾下两跨连续板中无粘结钢丝应力计算公式、边支座反力计算公式和跨中新增变形计算公式。针对在抗火试验中有4块试验板板顶负弯矩的钢筋截断处出现了贯穿裂缝的现象,提出了火灾下两跨连续板中支座两侧负弯矩钢筋的截断建议。     

Drilled standoff screws for shear connection in light composite steel-concrete trusses

Composite steel-concrete flexural members have become increasingly popular in the design and construction of floor systems, structural frames and bridges. A particularly popular system features composite trusses (open web joists) that can span large lengths and provide open web space for installation of typical utility conduits. One problem that arises with respect to composite joists has been the installation of welded shear studs. As the joist span gets smaller, the top chord also gets smaller. The thinner the top chord member becomes, the more difficult it is to weld studs without burning through the base member. Likewise, as the joists get smaller, the greater the sweep (lateral out-of-straightness) tends to become. For these reasons, a form of shear connector other than welded shear studs is of interest. This paper presents research results for a new type of shear connector, the standoff screw. This type of connector is drilled, rather then welded, and represents a viable alternative to headed shear studs in light composite trusses or open web joists. Results of experimental and analytical research are presented, as well as the development of a recommended design methodology.     

碳纤维网格筋加固钢筋混凝土单向板的试验研究

碳纤维网格筋是一种碳纤维复合材料型材,对不同加固方式的碳纤维网格筋加固的钢筋混凝土单向板进行试验研究,并与碳纤维片材加固板进行了对比。试验结果表明碳纤维网格筋对钢筋混凝土单向板的承载力、强度、刚度有十分显著的加固效果。     

Reinforcement schemes for cold-formed steel joists with a large web opening in shear zone—An experimental investigation

The floor joists of cold-formed steel (CFS) structures often require large web openings. Reinforcement of such openings may mitigate the detrimental effects arising from such web openings. This paper is based on an experimental investigation conducted to establish reinforcement schemes for CFS joists with a large web opening located in high shear zones. The investigation considered a large web opening cut out in the middle of the web of a lipped channel section. Circular and square large web openings of about 65% web depth were considered. The shear tests involved short span specimens, simply supported at the ends, and subjected to a mid-span point load. This paper presents the experimental set-up, and the test results associated with 27 individual tests consisting of nine sets of three identical tests. These test sets consist of cold-formed steel joists sections with (a) no web opening, (b) webs having circular or square openings, (c) webs having reinforced openings. Three different reinforcement schemes were investigated, however, the test results indicated that the proposed “Vierendeel truss type reinforcement scheme” can restore the original shear strength of such sections having circular or square openings. Overall, this study establishes a cost-effective reinforcement scheme for cold-formed steel joists having a large web opening in high shear zone.     

闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳性能试验研究

为研究闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳性能,完成14块闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳试验研究。试验主要考察组合板端部栓钉布置、组合板板厚、疲劳荷载水平及组合板加载剪跨比等4个主要因素对组合板疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合板在各个关键阶段的动挠度、动滑移、压型钢板及混凝土应变、组合板残余挠度及组合板剩余承载能力等参数进行测量和分析。在试验研究基础上,根据组合板疲劳破坏形态及损伤发展情况,着重对组合板的疲劳性能进行较全面研究,初步提出组合板疲劳性能水平评估方法及组合板疲劳设计建议。试验研究结果表明,无栓钉组合板的疲劳性能明显差于带栓钉组合板,布置栓钉可大大提高组合板疲劳性能;无栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为40%的静力极限荷载,而带栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为60%的静力极限荷载。研究结果为闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳设计计算提供有利依据。