复合受扭型钢混凝土组合柱滞回性能试验研究

为了研究复合受扭型钢混凝土柱的滞回性能,对设计的8个型钢混凝土组合柱进行了压-弯-剪-扭复合受力的拟静力试验。观察试件破坏过程和形态,分析扭弯比、轴压比、栓钉和型钢类型对构件滞回性能的影响。研究结果表明:在复合扭矩作用下,8个试件均发生扭型破坏;扭矩-扭率滞回曲线主要呈反S形,捏缩现象明显;减小扭弯比、增大轴压比、焊接栓钉均会降低试件延性,但栓钉有利于提高构件承载能力,十字型钢混凝土试件延性优于H型钢混凝土试件;试件相对刚度退化规律基本一致,屈服前退化较快,屈服后退化较慢;各试件扭转强度退化系数为0. 77～0. 95,等效阻尼比为0. 18～0. 27,耗能能力随着扭弯比的减小而增大。     

钢管混凝土柱H型钢梁全螺栓连接节点抗震性能的有限元分析

对6个不同参数的全螺栓隔板贯通节点的抗震性能进行有限元分析,研究了H型钢翼缘螺栓数量对梁柱节点抗震性能的影响。参照已有试验数据,获得柱端低周往复荷载的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线,并推导出隔板翼缘滑移阶段梁端弯矩计算公式。结果表明:翼缘螺栓为7列或9列时,SA系列隔板和SE系列梁端首先屈服,翼缘螺栓为5列时,螺栓首先剪切破坏;滑移阶段(刚度下降)柱端荷载与翼缘螺栓数量成正比。增加螺栓可减轻节点刚度下降程度;理论公式可用于计算刚度下降时梁端弯矩。     

新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间节点滞回性能分析

提出了一种新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间连接节点,设计了2个系列的节点试件,利用有限元软件ABAQUS对低周反复荷载作用下的试件进行模拟分析并与试验结果对比,结果表明有限元分析得到的节点破坏形态、滞回曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,选取新型中层空间连接节点来研究此类新型空间节点的滞回性能,研究结果表明:平面节点与空间节点的破坏模式一致,均为梁端塑性铰破坏;角柱节点的滞回性能弱于平面节点,边柱与中柱节点的滞回性能与平面节点相似。     

高强冷弯矩形钢管混凝土柱抗震性能非线性有限元分析

基于试验结果,采用OpenSEES有限元软件模拟高强冷弯矩形钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下抗震的受力全过程。分析试验构件的滞回性能,并基于纤维模型理论数值计算方法对高强矩形冷弯钢管混凝土的骨架曲线进行理论计算。探讨了截面长宽比、钢管的宽厚比、轴压比对高强冷弯矩形钢管混凝土柱的力学性能的影响。结果表明:采用Open SEES计算得到的滞回曲线、骨架曲线与试验实际滞回曲线、骨架曲线吻合较好;在一定范围内,高强冷弯矩形钢管混凝土柱的截面长宽比越小,其水平承载力和刚度越大;钢管宽厚比减小可有效提高高强冷弯矩形钢管混凝土柱的水平承载力和刚度;轴压比越小,高强冷弯矩形钢管混凝土柱水平承载力越高且延性越好。     

工型梁柱弱轴直线扩翼型节点的滞回性能研究

本文参照梁与箱型截面柱强轴连接时的扩翼参数,设计了3组工型梁柱弱轴连接的斜边为直线的扩翼型节点模型,应用有限元软件ABAQUS分析了节点扩翼参数对扩翼型节点滞回性能的影响规律。研究发现:当钢材达到屈服强度后,扩翼段的外伸宽度、扩翼段斜边沿梁纵向长度、扩翼段斜边根部至蒙皮板间的距离对节点骨架曲线的影响程度依次减小;工字型梁柱弱轴连接的扩翼参数取值范围小于扩翼梁与箱型截面柱强轴连接时更加合理。     

加强与削弱并用型工字形柱弱轴连接节点滞回性能分析

为了减小钢框架梁柱弱轴连接中柱腹板上的应力水平,提出了在梁端加过渡竖板的方式以使得柱翼缘更好地参与受力。同时为了使塑性铰不出现在梁柱连接焊缝处,对梁翼缘进行削弱处理,最终提出了一种新型的梁端加强与削弱并用的梁柱弱轴连接(SWWC)形式,并运用有限元软件ABAQUS对已有的RBS型工字形柱弱轴连接节点的试验进行模拟验证后,对此类节点进行循环荷载作用下的受力性能分析。结果表明:在梁端加过渡竖板可以明显降低节点域的Mises应力水平,使得梁截面的屈曲主要集中在竖向板的外侧;在梁端加过渡竖板的同时对梁翼缘进行削弱处理可以使塑性铰外移;随着削弱深度c的增加,节点的承载力逐渐降低,RBS削弱处的屈曲发展得越充分,削弱起始位置至梁端的距离a和削弱区域的长度b对节点的承载力影响会很小,随着参数a或b的增加,梁上塑性铰中心逐渐远离梁翼缘焊缝处;建议削弱参数c=0.17bf,a取值范围为0.65bf～0.70bf,b=0.75hb,其中bf和hb分别为梁翼缘宽度和梁截面高度。     

全钢Tin-T防屈曲支撑抗震性能研究

全钢管套管(tube in tube,Tin-T)防屈曲支撑是一种重量轻、制作简单、安装方便的新型支撑构件,利用有限元软件Abaqus,针对该新型支撑构件进行低周往复循环加载模拟分析。设计6组不同形式的支撑构件模型,其中有5组为Tin-T防屈曲支撑构件,1组为传统单管(Tube)支撑构件。研究不同形式支撑构件的内外管在层间位移比RSD为0.67%、1%、1.33%、2%的情况下,构件的应力应变、骨架曲线、滞回曲线、耗能等抗震性能的变化和影响。研究结果表明:1)Tin-T防屈曲支撑的抗震性能指标均明显好于传统支撑,尤其是内管的受压承载力平均比传统支撑Tube构件提高了109%;2)为减轻重量和便于观察内管的受力变化,在外方管两侧做部分开洞处理,开孔率的变化对支撑构件的承载力和耗能影响并不显著,增减幅度均在5%以内;3)Tin-T防屈曲支撑增加内管厚度,虽然能提高支撑构件的耗能(附加有效阻尼比仅提高了5%),但附加有效阻尼比与增加构件重量相比,材料利用率并没有达到较佳的性能比。因此,以增加内管厚度来提高防屈曲支撑构件的耗能并不是最佳选择。     

拉森钢板桩在污水管道施工中的应用

拉森钢板桩是常见的基坑支护形式之一,滨海东大道工程污水管采用HDPE缠绕管,在施工中遇到了抛石挤淤层。本文结合工程实际情况,从工程概况、支护方案选择、拉森钢板桩施工方法等方面介绍了其施工过程中的施工技术要点。     

4Cr5Mo2NiV钢的等温疲劳性能研究

基于拉压对称的机械应变控制模式,研究了4Cr5Mo2NiV钢的等温疲劳性能,并采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的损伤和微观组织进行观察分析。试验结果表明:等温疲劳过程中,4Cr5Mo2NiV的应力-应变滞后回线均呈中心对称分布,随着机械应变幅的增大,材料滞后回线的面积增大,材料的损伤程度增加,等温疲劳寿命缩短。     

网架组合杆件屈曲后性能研究

目前,大跨度空间网架组合杆件的设计与计算都是依据单根杆件的简化模型进行的,未考虑构件与构件之间的组合效应,计算长度系数通常取1,与实际受力情况有所不同。利用数值模拟与试验相结合的方法对组合杆件的屈曲后性能进行研究,考虑初始缺陷以及构件与构件之间组合效应的影响,运用ABAQUS有限元软件对组合杆件的滞回性能进行模拟分析,并通过试验验证了模拟结果的正确性,最终得到组合杆件的计算长度系数以及滞回模型。