嵌套连接冷弯斜卷边Z形连续檩条的受弯性能试验研究

本文对嵌套连接的冷弯斜卷边Z形连续檩条的受弯性能进行了试验研究。试验分两部分,一是搭接段极限承载力试验,以确定常用范围内搭接负弯矩段的极限承载力;二是两跨连续檩条试验,目的是确定搭接段截面的抗弯刚度。试验分上下翼缘均有自攻钉和仅上翼缘有自攻钉两种情况。对于承载力试验,搭接长度的范围为截面高度的3～5.625倍。通过对5种不同搭接长度和方式共30个试件的破坏性试验发现,破坏都是由受压下翼缘的屈曲引起,且破坏主要发生在搭接开始处。当中间支座处弯矩是搭接开始处弯矩的两倍时破坏出现在中间支座处,此时单个截面的承载力仍然与破坏发生在搭接开始处的情况接近。在试验所用试件的搭接长度范围内,搭接长度对承载能力的影响不大;但搭接段檩条下翼缘是否有自攻钉对搭接段承载能力有约5%的影响。对两跨连续梁,分搭接长度为跨度的10%和20%的两种情况,上下翼缘均有自攻螺钉和仅上翼缘有自攻螺钉两种构造,共进行了11个试验,试验结果表明,搭接长度较长时搭接     

高强冷弯薄壁型钢搭接式连续檩条受力性能试验研究

对550MPa高强冷弯薄壁型钢帽型截面搭接式连续檩条受力性能进行了试验研究。27根试件的试验结果表明,搭接式连续檩条的承载力与搭接部分刚度、截面内力、有效截面模量等因素有关,因此,负弯矩作用下的中间支座搭接端部变截面处和正弯矩最大的跨中截面都有可能成为构件承载力的控制截面。在确定高强钢材强度折减系数γ的基础上,根据试验结果确定出各组试件合适的搭接段刚度系数β和承载力计算公式。     

胶合木自攻螺钉拉拔锚固性能试验研究

进行了不同锚固长度自攻螺钉拉拔强度的试验。研究了自攻螺钉拉拔的破坏形态,不同锚固长度以及自攻螺钉直径对拉拔强度的影响。试验结果表明:绝大多数试件发生木材的剪切破坏和自攻螺钉屈服破坏,个别试件发生劈裂破坏。自攻螺钉连接的拉拔承载力随锚固长度的增加而增大,当锚固长细比达到16时,试件发生自攻螺钉屈服破坏,属延性破坏;弦向锚固试件极限拉拔荷载均大于径向锚固试件。     

嵌套加强的LQ550高强冷弯薄壁C型钢连续檩条受力性能研究

为提高LQ550级高强冷弯薄壁C型钢连续檩条的承载能力,采用在支座处嵌套的方法来加强连续檩条。对未加强和采用两种嵌套方式加强的檩条共7组试件进行三点受弯试验,得到了试件的承载性能和破坏形态,试验结果表明加强后的试件出现跨中局部屈曲和嵌套端部局部屈曲两种破坏形态。采用ABAQUS软件建立了非线性有限元模型对嵌套加强的檩条进行数值模拟,有限元分析得到的承载力和破坏形态与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。基于验证的有限元模型,分析了两种嵌套方式和不同嵌套长度对檩条承载力的提升,且表明嵌套檩条的长度宜取为连续檩条跨度的1/5～1/4。     

粘结连接的Z型钢搭接节点试验研究

冷弯斜卷边Z型钢是房屋建筑屋面结构中常用的檩条形式,为节约钢材常设计成连续檩条.通常采用嵌套搭接螺栓连接方式来实现檩条连接节点的连续性,但工程实践表明这一传统连接方式的连续效果欠佳.为改善连续檩条连接节点的连续效果,本文提出一种嵌套搭接粘结连接方式,并进行了3组9个试件的试验研究.研究结果表明,嵌套搭接粘结连接方式可有效传递弯矩,节点的刚度和强度较传统螺栓连接方式大大改善,承载力提高30％以上,可以达到预期的连续檩条设计要求.     

直立锁边金属屋面系统关键连接节点抗拉承载力试验

针对直立锁边金属屋面系统的固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算问题,以檩条翼缘板厚、檩条材质、自攻螺钉直径、自攻螺钉数量以及固定支座底板厚度为变量,进行了92个连接节点试件的受拉试验,研究连接节点在竖向拉荷载下的破坏现象及破坏模式。对已有固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算公式进行了修正,并将抗拉承载力试验值与国内外规范的计算值进行了对比。结果表明:自攻螺钉的抗拉承载力与檩条翼缘板厚、檩条材质的抗拉强度、自攻螺钉直径、螺钉数量基本呈正比关系,固定支座底板厚度大于4 mm时,螺钉抗拉承载力与固定支座底板厚度相关性较小;节点存在自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉在螺帽处被拉断3种破坏模式;根据国内外规范公式得到的节点抗拉承载力计算值比试验值偏小,工程应用偏于安全。     

高强冷弯薄壁型钢帽型截面连续檩条受力性能研究

对24根两种截面形式为TS40和TS61的G550高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条进行了受弯性能试验研究,并在此基础上利用有限条软件CUFSM结合直接强度法对两种截面两跨的试验檩条进行了极限承载力的计算,计算结果与试验结果吻合较好。同时,采用非线性有限单元法对各试件进行模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明:大部分试件的试验极限承载力均略高于直接强度法计算得到的极限承载力,用直接强度法进行高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条的设计是可行的,且计算结果偏于安全;有限元分析得到的各试件极限承载力和试验结果吻合较好,有限元分析方法能很好地模拟高强冷弯薄壁型钢帽型连续檩条的受力性能,计算结果具有较高的精确度。     

轻钢结构中Z型连续檩条设计问题的探讨

针对我国现行钢结构规范中的不足 ,探讨Z型连续搭接檩条的结构性能 :荷载分布、搭接嵌套松动、内力计算、侧向稳定以及构件极限承载力等问题。此外 ,还讨论了带隅撑檩条的计算特点和双檩条的构造优点 ,提出了适合实际工程的算法 ,使冷弯薄壁型钢檩条设计更为经济合理。方法和结论可供设计人员参考     

螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接单向拉伸试验研究

设计制作了9组共78个螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接试件,通过单向拉拔试验,研究了其破坏机理以及钢筋强度、混凝土强度、钢筋搭接长度、螺旋箍筋形式等因素对搭接性能的影响。结果表明：未配置螺旋箍筋的浆锚搭接试件主要破坏模式为混凝土的锚固失效开裂,且其承载力和强屈比随钢筋搭接长度的增加逐渐增加;配置螺旋箍筋后,钢筋搭接长度大于0.80l_ab(l_ab为钢筋基本锚固长度)时,试件主要破坏模式为钢筋受拉屈服且其极限承载力较稳定;钢筋搭接长度为0.56l_ab时,试件端部混凝土出现开裂,部分试件的极限承载力显著降低。建议实际工程中钢筋直径为16mm时,螺旋箍筋约束高强钢筋浆锚搭接的搭接长度取0.80l_ab;其他直径钢筋可参考该搭接长度并经过试验验证后应用。     

圆钢管混凝土短柱冻融循环条件下承载力性能研究

进行了48根圆钢管混凝土短柱试件在冻融循环后的轴压试验,并对这些试件的破坏形态和力-位移关系进行了分析,主要参数为混凝土强度与冻融循环次数。试验结果表明,试件的破坏模式受冻融循环影响较小,但随着冻融循环次数的增加,试件的极限承载力和弹性段长度都会逐渐降低。基于试验结果,提出了冻融循环作用后的核心混凝土本构模型与承载力计算式,并采用试验结果对其进行了验证。