钢结构连接摩擦面误涂漆处理措施试验研究

对涂有酚醛防锈漆的摩擦型高强螺栓连接摩擦面分别采用香蕉水清洗、喷砂、百叶轮砂纸打磨、砂轮打磨等方法做表面处理,并进行抗滑系数试验测试。结果表明误涂防锈漆会严重降低连接面的抗滑移系数,无论经过何种方法进行摩擦面处理,抗滑移系数都不能达到未涂漆的情况。用香蕉水洗、喷砂和砂轮细磨处理摩擦面具有相对理想的效果,测得处理后的连接的抗滑移系数可达到0.30以上,其中砂轮细磨连接面的抗滑移系数可达0.377。利用测得摩擦系数进行设计校核,如能满足设计要求,可采取相应处理措施对误涂油漆摩擦面进行处理。     

设置垫板的T形件螺栓连接滞回性能试验研究

为提高传统T形件连接的耗能能力, 在T形件之间设置两块矩形垫板使T形件翼缘在拉、压荷载作用下均能屈服耗能。设计制作了4个设置垫板的T形件连接试件和1个未设置垫板的试件, 进行往复拉压作用下的拟静力试验。结果表明:通过设置垫板提高T形件连接的耗能能力是可行的;设置垫板的试件滞回性能稳定、滞回环饱满, 在拉、压荷载作用下均能耗散能量, 耗能能力为相同构造不设置垫板试件的150%左右;设置垫板试件在拉力和压力作用下受力机理不同, 抗压承载力和刚度大于其抗拉承载力和刚度;随着垫板宽度的增加, 试件的抗压承载力和抗拉承载力均有所提高。     

钢-混凝土组合梁疲劳性能的有限元分析

目的为提高组合梁的抗疲劳寿命,研究组合梁疲劳性能．方法采用ANSYS软件包对组合梁的疲劳性能进行数值模拟与研究,通过建模对其施加疲劳荷载,计算具有不同配筋率和混凝土抗压强度的7根组合梁应力幅和疲劳寿命,得到了相应的s—N过程曲线,并与组合梁的试验结果和国际相关规范进行了比较．结果混凝土抗压强度从36．4MPa提高N41．8MPa,疲劳寿命提高了1．48倍;其他条件相同的情况下,应力幅提高9．9／MPa,试验和有限元计算疲劳寿命提高12．8万次和24万次．结论配筋率、混凝土强度和应力幅值是影响组合梁疲劳寿命的主要因素,配筋率比混凝土抗压强度影响更显著．     

考虑SSI影响的钢管混凝土框架模态分析

为了进一步了解土体对其上部结构动力特性的影响,对土体采用弹簧-阻尼单元进行模拟,建立一个四层圆钢管混凝土框架结构在考虑土-结构相互作用（SSI）的有限元分析模型。为了比较,建立了相同结构底部刚接的结构体系模型。对两种结构体系的动力特性参数进行了分析比较,发现考虑SSI影响的结构自振频率比底部刚接的自振频率要小,降低的幅度在7．64％13．06％之间;高阶振型变化明显。研究表明,SSI对钢管混凝土框架的动力特性有一定的影响,在其抗震设计和结构损伤检测方面应该进行适当地考虑。     

梁柱外伸端板连接螺栓受力分析

目的 研究钢结构梁与柱之间外伸式端板连接中摩擦型高强螺栓的受力特性.方法 采用考虑接触和螺栓预拉的非线性有限单元法对不同构造的梁柱外伸端板连接进行分析.结果 得到了连接中各螺栓所受拉力与外荷载之间的关系.受压区螺栓拉力变化不大,受拉区螺栓拉力随着弯矩增加而增大.结论 在整个加载过程中梁受拉翼缘内、外侧螺栓所受拉力相差不大.因端板变形产生的撬力增大螺栓受力.对于端板外伸部分未设置加劲肋和设置三角形加劲肋的连接来说,可分别按照撬力比为0.3和0.2设计螺栓.     

局部锈蚀圆钢管构件轴压力学性能正交试验研究

采用三因素三水平正交试验法研究了近海大气环境下环向锈蚀比例、轴向锈蚀比例和锈蚀时间等参数对圆钢管中长柱轴压力学性能的影响,并基于试验结果提出了局部锈蚀圆钢管的轴压承载力计算公式。结果表明:局部锈蚀未改变试件破坏模式,所有试件均为极值点失稳;锈蚀率接近的试件刚度差别不大,但不同锈蚀模式试件的承载力存在较大差异;锈蚀时间、环向锈蚀比例和轴向锈蚀比例对试件承载力和刚度退化的影响依次降低;承载力退化最大的局部锈蚀模式为H3L3-270,所对应各因素平均承载力退化率分别为19.30%、18.47%、22.24%;刚度退化最大的局部锈蚀模式为H1L3-270,所对应各因素平均刚度退化率分别为13.53%、13.38%、15.22%;建议公式计算出的试件承载力与试验结果较为接近,且有一定安全裕度。     

填充墙对框架结构抗震性能影响分析

目前结构设计不考虑填充墙的承载性能,按照纯框架进行设计;抗震验算时只考虑填充墙对框架结构刚度的影响,对框架自振周期进行折减,仍按纯框架验算。然而为保证墙体稳定、施工方便,常采取填充墙与框架柱、梁周边嵌实的做法。该做法导致框架与填充墙形成一个整体共同抵抗外部荷载作用．从而使框架结构的各种性能指标发生改变。本文就填充墙对框架结构抗震性能的影响及目前抗震验算方法存在的不足进行简单分析、归纳,以供框架结构抗震设计、鉴定、改造和加固设计时参考。     

近海大气环境下腐蚀Ｑ235钢材力学性能退化规律及时变模型研究

为了解近海大气环境下腐蚀程度对Ｑ235钢材屈服强度、抗拉强度、弹性模量和断后伸长率等力学性能的影响规律,采用加速腐蚀试验和钢材拉伸试验相结合的方法,开展了腐蚀Ｑ235钢材试验研究,同时收集并结合已有腐蚀钢材力学性能试验结果,建立起腐蚀钢材力学性能与腐蚀程度计算公式,并基于幂函数模型建立起腐蚀钢材力学性能时变模型,分析了不同地区和不同厚度下钢材力学性能随时间的退化规律。结果表明,腐蚀钢材屈服阶段和软化阶段均逐渐变短,钢材颈缩现象明显减弱,钢材断裂逐渐由延性断裂转变为脆性断裂;腐蚀钢材力学性能均随着腐蚀率的增大整体呈现线性下降趋势,其中断后伸长率相较于其它力学性能下降最快;所建立腐蚀钢材力学性能与腐蚀率计算公式的数据量更大,更具有代表性;钢材在沿海城市受腐蚀影响较大,使用50年后最严重地区钢材力学性能下降达到20％,而在内陆城市则一般不超过6％;相同腐蚀年限下,腐蚀钢材力学性能退化程度随着钢材厚度的减小而越发显著。     

FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱滞回性能试验研究

对6个FRP-PVC管约束圆形截面钢筋混凝土组合柱试件进行滞回性能试验,研究轴压比n、FRP横向包裹层数m和FRP类型对组合柱在低周往复荷载作用下的破坏模式、滞回特性、位移延性、能量耗散能力、承载力退化、刚度退化等性能的影响。试验结果表明,当外包FRP-PVC管开裂并退出工作时,试件承载力呈跳跃式下降,试件退化为钢筋混凝土柱,可将外包FRP-PVC管的开裂作为该类构件即将破坏的首次预警;所有试件的滞回曲线均较为饱满,捏缩现象不明显,滞回性能良好;试件的承载力退化不显著;轴压比的增大提高了试件的峰值荷载,同时延缓了刚度退化趋势,降低了试件的耗能能力;与BFRP包裹的试件相比,CFRP包裹试件的峰值荷载、耗能能力有所提高,刚度退化延缓;BFRP包裹层数的增加可以延缓试件刚度退化并提高其延性。     

关键柱失效后组合框架抗倒塌试验研究及理论分析

通过一榀四跨单层钢-混凝土组合框架试验研究,分析中柱失效后结构体系的抗倒塌性能。试验结果表明：中柱失效后,组合框架的连续倒塌过程分为6个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段、压拱阶段、塑性阶段、过渡阶段及悬链线阶段,结构主要通过塑性铰机制和悬链线机制进行内力重分配;组合梁可以保证悬链线作用的形成,其特有的压拱效应可在一定程度上提高结构关键柱失效初期的承载能力;根据现行规范设计的组合框架在关键柱失效后仍具有较高的承载力,具有一定的抗倒塌能力。同时采用ABAQUS建立了试验试件的有限元分析模型,有限元分析结果和试验结果进行对比,验证了有限元分析结果的正确性。针对组合框架中的压拱效应进行分析,并结合试验现象提出一种新的“桁架弹簧”压拱模型,推导了竖向位移-荷载相关计算式及竖向位移-水平位移相关计算式,计算式计算结果与试验结果吻合良好。