Q460高强钢螺栓连接承载性能试验研究

通过对20个Q460高强钢螺栓连接的静力拉伸试验,研究高强钢材料强度和螺栓布置方式对连接承载力和变形的影响。根据力平衡和变形协调条件建立方程,理论分析高强度钢材螺栓连接的受力性能,考察相关规范的适用性。结果表明：螺栓横向布置时,试件的承载力和变形随间距增大而增大;边距由1.5d0增大到2d0,端距由2d0增大到2.5d0时,试件极限承载力仅提高了0.78%和2.37%,说明达到标准构造取值后,边距和端距增大对连接的承载力影响甚微。螺栓纵向布置时,试件的承载力仅随边距增大呈线性增大趋势。钢板承压强度设计值取1.26fu,对于Q460高强度钢材其取值偏小。为国产高强度钢材螺栓连接的设计理论和方法提供了科学依据。     

Q690高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点抗震性能试验研究

为研究高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点的抗震性能和设计方法,基于EC3规范组件法和同步塑性设计理念,设计了3种不同屈服机制的Q690高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点,通过循环加载试验研究了节点的破坏模式、刚度和承载力、耗能能力以及应变分布规律等,进一步验证了节点能力设计计算模型的有效性。研究结果表明：高强钢外伸端板加劲螺栓连接超强节点的能量耗散区主要集中在梁翼缘削弱区域,等强节点的能量耗散区主要分布于端板连接处以及梁翼缘削弱区域,两种节点均属于延性破坏模式;欠强节点仅依靠端板与梁翼缘间的焊缝裂纹不断扩展和闭合以及有限的端板塑性变形耗散地震能量,属于脆性破坏模式;高强钢外伸端板加劲连接节点的破坏模式、屈服机制以及耗能能力等均与节点的能力设计参数密切相关,基于EC3规范组件法的高强钢外伸端板加劲连接节点能力设计计算模型,可较准确地预测节点的破坏模式,但能力设计参数的合理取值有待继续研究。     

四角钢连接框架-十字加劲钢板墙结构抗震性能试验研究

通过一榀单跨双层的四角钢连接框架内嵌十字加劲钢板墙模型的低周反复荷载试验,系统分析结构受力性能和破坏机理,研究其滞回性能、破坏模式、延性及耗能性能等抗震特性。试验结果表明：整个结构具有较大的初始刚度以及良好的延性和耗能能力,结构丧失承载力是因为柱脚处焊缝全部撕裂。     

复合材料胶栓混接节点疲劳性能试验研究

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强,耐腐蚀及良好的绝缘性能,在电力行业的应用前景非常广阔。在复合材料胶栓混合连接节点静力拉、压性能研究的基础上,通过对节点足尺疲劳试验,分析不同应力幅和加载工况下连接节点的疲劳寿命及破坏模式,揭示等幅循环荷载作用下胶接处裂缝的产生、发展全过程,给出结构承载力退化指标。结果表明:试件均在复合杆与钢套管胶接端部被拉脱,属典型脆性破坏;节点处抗剪承载力偏低,与理论计算值出入较大;在拉压工况下试件经历200万次循环后承载力仅降低6.8%,表明胶接节点具有良好减振和抗疲劳性能。     

海洋腐蚀环境下Q690高强钢材#br# 疲劳性能试验研究

根据海洋浪溅区的特征,对Q690高强钢材进行了室内加速腐蚀与高周疲劳试验,拟合不同腐蚀周期试件的S-N曲线,研究了腐蚀损伤对其疲劳性能的影响,基于损伤理论分析了钢材腐蚀疲劳破坏程度,通过断口微观扫描揭示了裂纹扩展规律。结果表明：随着腐蚀周期增加,钢材损伤程度逐渐增大,腐蚀100d的质量损失率ηs和腐蚀速率K分别为7.21%、1.342mm/a。Q690高强钢的疲劳寿命受应力水平和腐蚀损伤耦合影响程度明显,在低应力水平下,腐蚀周期为60d时,试件的疲劳极限值降低了30.15%。损伤指数可以反映腐蚀疲劳中材料内部的损伤规律,随着应力水平的增加,损伤程度提高,疲劳裂纹间距增大。     

FRP复合材料杆塔横担研究应用现状及分析

文中介绍了目前国内外对FRP复合材料杆塔的研究应用现状, 重点分析FRP复合材料杆塔横担的设计现状,归纳了复合材料横担的设计方法及其特点,介绍了复合横担的受力性能研究进展,并指出了复合横担现有研究中存在的问题和不足之处。在此基础上,提出了复合材杆塔横担今后需要解决的问题和研究方向,可为进一步研究和应用FRP 复合材料杆塔横担提供参考和指导。     

西安火车站东配楼复杂连体结构振动台试验研究

西安火车站改扩建东配楼项目由三个平面不规则的单体建筑通过大跨度桁架进行连接,结构质量与刚度分布差异较大,且平动与扭转振动反应的耦联效应显著。为研究不规则连体结构的抗震性能,选取子结构进行了1∶10缩尺模型振动台试验,分析设防、罕遇及超罕遇地震作用下结构的破坏模式、动力特性以及加速度、位移、内力响应,评价连体结构的抗震性能。结果表明：在8度设防地震作用下,结构的自振频率呈线性退化,单体频率下降约20%。在8度罕遇地震作用下,框架梁端形成塑性铰,小三角区角柱首先进入塑性工作状态,各区频率降低超过了57%,实测层间位移满足现行GB 50010—2010《建筑抗震设计规范》要求。在9度超罕遇地震作用下,叠层桁架由于位移过大导致扭转效应显著,连接支座处发生破坏,但结构并未发生整体倒塌。连体结构的薄弱部位于第2层,小三角区侧向刚度较弱,建议在该区增设支撑或剪力墙。采用柔性连接能有效降低大跨桁架的地震作用,但面外扭转效应显著,受竖向地震作用影响较大。     

高强度钢材疲劳性能研究进展

疲劳破坏是钢结构失效的主要形式,也是工程界与学术界关注的重点。在总结了国内外高强钢母材、焊缝连接和螺栓连接的疲劳性能研究现状基础上,介绍了疲劳寿命理论计算方法,结合大量试验数据分析统计了高强度钢材疲劳寿命发展规律,并基于国内外不同的疲劳设计规范对高强钢母材及连接接头的抗疲劳能力进行了评估。结果表明：随着钢材强度等级的提高,高强钢母材表现出较好的疲劳性能,规范设计曲线偏于保守,明显低估了高强钢母材的抗疲劳性能;受焊接工艺和焊接质量影响,高强钢焊缝连接的疲劳强度提高幅度较小,ANSI/AISC 360-10和EN 1993-1-9规范曲线能够较好地评估Q460D与Q690D焊缝连接的疲劳特性,并具有足够的安全储备;螺栓连接的疲劳强度受预紧力、摩擦面处理、成孔方式等众多因素影响,已有研究表明随着钢材强度的提高,疲劳强度亦有改善,ANSI/AISC 360-10和BS 7608-2014设计曲线适用于Q460螺栓连接疲劳寿命计算,具有足够安全保障,对于Q690钢螺栓连接疲劳性能评估,规范方法偏于保守。随着高强度钢材在实际工程中的应用增多,需开展大量不同等级高强钢母材和连接形式的疲劳试验,补充Q460及以上强度钢材的疲劳设计方法和细部连接构造。     

预拉力螺栓连接焊接T形件受力性能研究

为研究焊接T形件连接的力学性能,对10个焊接T形件连接进行了静力拉伸试验,采用欧洲规范EN 1993-1-8（EC3）方法预测了T形件连接的初始刚度和塑性承载力,研究了螺栓预拉力对T形件连接初始刚度的影响。研究结果表明：当T形件连接的承载力由螺栓强度控制时,塑性承载力随螺栓直径的增加而增大;提高螺栓强度等级,可以提高试件的初始刚度,最大增幅约为47.8%,但对塑性承载力影响较小;螺栓至腹板边的距离d对T形件连接的初始刚度和塑性承载力影响均较大;当螺栓边距大于1.5d后,可忽略其影响;EC3规范中承载力计算公式低估了T形件连接的塑性承载力,初始刚度计算公式中忽略了螺栓预拉力的贡献,当翼缘板受约束程度接近简支和固接时,计算误差较大;采用Faella模型计算初始刚度预测翼缘板边界条件接近固接约束情况的T形件连接初始刚度精度较高,对于接近简支的情况仍需改进。