植筋连接混凝土梁抗剪承载力试验研究

对6根通过植筋连接的混凝土梁柱构件进行试验研究,并运用正交试验原理对构件的配筋率、截面尺寸、混凝土强度这3个参数进行分析研究。通过比较分析,发现若按规范中普通梁斜截面抗剪承载力公式计算得到的设计值,均比试验值小,因此在工程应用中,植筋连接混凝土梁的抗剪承载力可按规范中普通梁抗剪承载力的要求进行设计。     

十字组合角钢构件受压稳定承载力分析

以十字组合角钢构件为研究对象,研究构件轴心受压失稳方式,对GB50017—2003《钢结构设计规范》、DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》、ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》有关轴心受压长细比取值规定及受压稳定承载力计算方法进行对比分析。研究表明:三种规范有关双轴对称十字截面构件的计算长细比取值均考虑扭转屈曲的影响;ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》和DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》轴心受压稳定承载力计算考虑了翼缘外伸宽厚比对稳定强度的折减。GB50017—2003《钢结构设计规范》与DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》有关十字组合角钢受压稳定承载力计算结果接近,且均小于ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》。     

支墩型消能子结构设计方法研究

支墩型连接是消能减震结构常用的连接方式。针对消能子结构设计方法不统一、不可靠及设计结果不合理的问题,对支墩型消能子结构提出弹性设计方法。建立子结构弹性设计验算关系式,给出弹性设计验算关系式中各参数的取值方法,推导阻尼器对支墩型子结构产生的附加内力。以某框架结构为例,对弹性设计方法及新疆、云南设计方法设计的子结构进行构件极限承载力验算。结果表明:满足弹性设计验算关系式的消能子结构可以满足《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297—2013)第6. 4. 2条关于子结构设计的有关要求;仅提高设计准则的中震设计方法和提取大震下构件内力进行承载力复核的方法没有全面考虑《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297—2013)第6. 4. 2条有关规定,设计结果不满足要求。     

再生混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根不同再生骨料取代率配置500 MPa级钢筋的混凝土柱受力性能进行试验,分析再生混凝土柱的受压构件破坏形态、构件侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变等特征。将试验结果与按规范确定的承载力进行对比。研究结果表明,再生混凝土柱的破坏过程、形态、跨中侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变与普通混凝土区别不明显,取代率对柱的承载力影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定计算的受压承载力与试验结果符合良好,500 MPa级钢筋在再生混凝土柱中与混凝土协同工作性能较好,其抗拉强度和抗压强度均能得到充分发挥。在受压承载力计算中,500 MPa级钢筋的抗拉和抗压强度的设计值按GB 50010—2010规定取值均有较大安全储备。     

建筑幕墙结构风荷载最小取值分析

深入介绍了幕墙结构的安全保证,并进行了幕墙结构的风荷载取值分析.建筑幕墙的风荷载取值,应考虑地面粗糙度按阵风荷载计算取值,而不应规定最小值.可以借鉴高层建筑对风荷载的处理方法,设计幕墙结构承载能力并进行变形计算,但应考虑加强幕墙构件的节点连接,即节点连接设计时考虑反力增大系数,从而达到既安全又经济的双重效果.     

《建筑抗震设计规范》在多高层钢结构房屋抗侧力构件连接计算规定中隐存的安全问题

新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)在多高层钢结构房屋抗侧力构件连接计算规定中隐存的安全问题有:1)在表5.4.2的新规定中,把2001版抗震规范强制性条文中焊缝的承载力抗震调整系数γRwE由0.90降成了与梁的γRbE相同的0.75,使原要求的强连接降成了二者之间并无强弱关系的"等强连接";2)在8.2.8-1条中虽有弹性阶段"钢结构抗侧力构件连接的承载力设计值,不应小于相连构件的承载力设计值;高强度螺栓连接不得滑移"的规定,但在不同连接抗力条件下如何计算?并没有给出计算公式,而把连接计算全都放在了8.2.8-3～5条用极限承载力验算的方法上。经对该法的深入分析和验证,其结果却又不能满足8.2.8-1条连接抗力的必要条件,使规范中的极限承载力验算方法在抗侧力构件连接计算式中并不起控制作用,从而失去了它的验算价值,使"强连接弱构件"的基本原则在计算中并没有得到实施。     

节点约束对单面连接角钢受压承载力影响试验研究

为了研究节点约束对单面连接角钢受压承载力的影响,设计了一种弹簧支座刀口铰,通过试验研究了120根等边角钢的偏心受压稳定承载力。分析了其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究了不同节点约束、构造形式对其承载力的影响,并与国内规范进行了比较。研究结果表明：最小轴布置时,构件的失效模式为弯曲失稳,旋转轴介于最小轴和平行轴之间;平行轴布置时,构件失效模式为绕与刀口铰平行的主轴的弯曲失稳;构件长细比小于120时,其承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;构件长细比大于120时,其承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;采用A、C类连接时,在不同长细比下二者各具优势,但采用B类连接时构件的承载力始终低于采用A、C类连接时的承载力;与规范的对比表明,规范GB 50017—2017和DL/T 5486—2020均未考虑节点构造形式对斜材受压承载力的影响,计算结果存在一定的局限性,研究结论对于工程设计具有一定的指导意义。     

压型钢板-混凝土组合桥面板连接构造试验研究

为研究压型钢板-混凝土组合桥面板的压型钢板与混凝土界面抗拉拔脱开承载力,通过压型钢板与混凝土组合构件竖直加载试验,设计连接面积和横向钢筋连接构造对照组,记录不同构件荷载-位移曲线和破坏形态。结果表明,连接界面抗拉拔脱开承载力与连接面积呈线性正相关,连接界面横向钢筋构造能显著提高连接界面抗拉拔脱开承载力并增加构件延性。施工过程中宜在压型钢板上焊接横向钢筋,以提升连接界面抗拉拔脱开承载力。     

火灾中植筋连接构件极限承载力试验研究

为研究火灾中植筋连接构件的极限承载力,进行了6个植筋连接构件的受火试验。试件设计考虑了植筋深度和保护层厚度两种影响因素。试验中先对植筋试件施加一定荷载,约为常温下常规植筋构件设计承载力的10%,且在试验过程中保持不变;然后按照ISO834标准升温曲线对植筋构件进行加热升温,待构件受火90 min后,对植筋构件进行加载直至构件破坏失效。试验结果表明:植筋深度和保护层厚度对火灾中植筋连接构件的极限承载力均有重要影响。     

方钢管-板连接节点在轴拉作用下的剪切滞后效应分析

通过对方钢管-板连接节点在轴心受拉作用下的受力性能进行分析,得出方钢管与板连接段存在剪切滞后现象,设计时应充分重视。得出影响该连接节点承载力的因素为方钢管与板的连接长度,在相同管径的情况下,开槽长度的增加可以提高构件的承载力,减小剪切滞后效应对承载力的影响。并按应力流的形式对该连接节点的应力分布进行说明,给出该种连接形式的剪切滞后影响系数建议值。     

莺脰湖内湖小茶室钢-木组合结构设计

莺脰湖内湖小茶室主体为单层建筑,屋脊高度6.6m,檐口高度5.05m,采用钢-木组合结构体系,内围由10根悬臂钢柱构成结构抗侧力系统,外围40根胶合木柱为重力柱,屋面水平构件均采用胶合木梁。钢-木组合结构设计不同于钢结构或木结构,参考欧洲标准BS EN 1998-1∶2004的结构性能系数确定了本结构的地震作用计算参数,同时对钢构件与木构件的连接节点转动刚度进行了计算分析,采用MIDAS Gen软件对结构的整体指标进行了计算,结合《胶合木结构技术规范》(GB/T 50708—2012)和《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),对胶合木构件按非火灾与火灾两种承载力极限状态及对抗侧力钢柱按非火灾承载力极限状态分别进行了设计,分析结果表明结构安全可靠。本文的计算设计方法可供类似钢-木组合结构参考。     

钢结构设计的连接系数建议

1对连接设计的要求钢结构的连接主要有:梁柱连接,支撑与框架的连接,柱脚与基础的连接以及构件的拼接。现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)第8·2·8条规定:“钢结构构件连接应按地震组合进行弹性设计,并应进行极限承载力验算”。弹性设计的目的,是防止高强度螺栓连接滑移,因为产生滑移就不符合弹性设计要求。2现行设计规定中的问题梁的γRE=0·75;梁翼缘焊缝γRE=0·9。它使梁的弯矩效应提高了1/0·75,使梁翼缘焊缝的承载效应提高了1/0·9,梁翼缘焊缝设计时要乘增大系数0·9÷0·75=1·2。而梁连接的极限受弯承载力计算时,Mp还要…     

木结构螺栓连接试验研究及承载力设计值确定

现行木结构设计规范只规定了相同强度等级木构件螺栓连接承载力的计算方法,不能满足工程实践中连接不同强度等级木构件的需要。采用东北落叶松和樟子松木材,分别进行了销槽承压试验和螺栓连接性能试验。试验验证了欧洲销连接屈服模式,并证明了在我国规范中螺栓连接设计考虑圆钢销塑性不充分发展的假定更符合实际情况。提出了销槽承压有效长度系数及螺栓连接承载力建议计算式,并引入了钢材的弹塑性强化系数,以体现钢材特性对承载力的影响。在保持与现行木结构设计规范可靠度一致的条件下,对螺栓连接的承载力设计值进行了校准,得到了对应于各种屈服模式的抗力分项系数。所提出的螺栓连接承载力建议计算式能用以计算不同强度等级木构件螺栓连接的承载力,且与现行规范的计算结果基本一致。     

H型钢接头预制钢筋混凝土梁力学性能试验研究

为了简化预制混凝土构件连接复杂性以及降低施工难度,结合钢结构连接的特点,提出了一种两端带H型钢接头的预制混凝土梁,H型钢端部连接有端板,端板通过锚件与混凝土梁端连接,混凝土梁段内纵筋与端板采用穿孔塞焊连接。设计了4个试件,研究在集中荷载作用下构件的承载力、变形形式及破坏模式,提出了挠度计算方法。对两种不同锚件形式的端板与混凝土交界面处的滑移特征进行了测试。试验结果表明:截面相同的条件下,仅腹板连接的构件变形大于翼缘与腹板均连接的构件。在满足混凝土构件抗剪承载力的条件下,H型钢接头预制钢筋混凝土梁跨中变形达到跨度的1/50时,其承载力未见下降,端板与混凝土交界面处未发生明显滑移,两端带H型钢接头的预制混凝土梁力学性能及变形能力满足GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》要求。     

不同方式连接下钢柱-一体式预制混凝土墙组合构件抗震性能试验研究

钢框架与内部混凝土墙形成的组合构件具有优越的抗震性能。为进一步分析钢柱-一体式预制混凝土墙不同方式连接（梁柱刚接与柱边焊接、梁柱刚接与柱边不焊、梁柱铰接与柱边焊接、梁柱铰接与柱边不焊）时的抗震性能,分别对4个不同连接形式的钢柱-一体式预制混凝土墙的1/2缩尺模型进行了低周往复加载试验。得到了该类构件的滞回曲线及骨架曲线,并通过分析各构件的试验现象、承载力、刚度、耗能能力、延性及应变和变形,得出了不同连接形式对该类构件抗震性能及受力机理的影响。试验结果表明：钢柱 一体式预制混凝土墙体呈现三道防线特征,其中混凝土墙板为第一道防线,内斜撑为第二道防线,边框为第三道防线。柱边焊接对构件的承载力、刚度及边框与内墙组合作用的影响最为明显;内支撑对构件的刚度贡献最为显著且对边框与内部墙板组合作用的发挥具有关键作用。节点铰接且柱边不焊的构件位移延性系数可达2.83,可按1/20作为其弹塑性最大层间位移角限值,其他连接方式的构件位移延性系数在1.22～1.53之间,建议按1/100作为其弹塑性层间位移角限值。按位移控制进行设计的结构推荐采用节点铰接且柱边不焊的构件,而按承载力控制进行设计的结构推荐采用节点刚接且柱边焊接的构件。     

连接方式对内配格构式角钢圆钢管混凝土构件轴拉性能的影响

通过对9个内配格构式角钢圆钢管混凝土构件进行轴拉试验,研究了外钢管以及内部角钢的连接方式对构件的轴拉力学性能的影响,对比分析了外钢管及内部角钢均通直的构件与外钢管法兰连接构件、内部角钢螺栓连接构件、外钢管法兰连接且内部角钢螺栓连接构件的轴拉力学性能的区别。分析了构件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线以及轴拉承载力等试验数据,通过观察破坏后的构件的混凝土的裂缝分布形态,研究了外钢管以及内部角钢的连接方式对构件的轴拉力学性能的影响。结果表明:外钢管和内部角钢连接方式对构件的轴拉性能以及轴拉承载力基本没有影响,但是对构件的初始阶段的刚度有影响;法兰的存在会削弱连接区域内的钢管与混凝土之间的摩擦力,并导致连接区域内的混凝土裂缝间距偏大;在外钢管的端部加焊加劲肋对构件的内部角钢骨架的承载力的发挥具有明显的提高作用;基于文献[15]给出的设计公式可以准确且偏于安全的预测该类型构件的轴拉承载力。     

薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力分析

为了研究薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力是否适用CECS:2012《钢管混凝土结构技术规程》提供计算式,制作了不同壁厚(t=0.92、1.42、1.92 mm)、不同高度、不同钢管强度的9根圆钢管混凝土柱构件进行试验研究;试验结果表明薄壁圆钢管混凝土柱依然有很好的承载力及延性;对构件极限承载力对比发现,试验结果与按构件实际强度计算结果基本吻合,表明薄壁圆钢管混凝土柱轴压极限承载力依然适用《规程》提供计算式,且按《规程》提供计算式偏于保守,并根据试验结果对薄壁圆钢管混凝土柱的极限承载力取值进行了建议。     

双槽钢缀板柱绕虚轴的滞回性能试验研究

为研究双槽钢缀板柱绕虚轴的抗震性能,对6个双槽钢缀板柱足尺试件进行水平往复荷载试验研究,分析了单肢长细比、缀板线刚度、轴压比、加劲肋设置等因素对试件的承载力、破坏模式、耗能能力、变形能力及延性的影响。试验结果表明：按GB 50017—2017《钢结构设计标准》设计的双槽钢缀板柱在绕虚轴往复荷载作用下不能达到设计塑性受弯承载力,减小单肢长细比,可显著提高构件塑性抗弯承载力及初始刚度,当单肢长细比为20时,构件绕虚轴受弯承载力可达到规范相关要求;在满足规范要求的情况下,缀板及其连接焊缝未发生破坏,但提高缀板线刚度对构件绕虚轴的抗震性能影响较小;轴压比对构件抗震性能影响显著,随着轴压比增大,构件抗震性能降低;在构件塑性铰区设置加劲肋,可有效防止该区域板件的局部屈曲,提高构件的承载力、延性及耗能能力,缓解承载力及刚度退化,但塑性铰区转移至第二与第三块缀板间,试件破坏模式为单肢失稳。     

谈谈梁与柱的半刚性连接

AISC (LRFD)—1993的总则中提出,与设计假定有关的钢结构基本形式有两种:刚性连接(FR)和半刚性连接(PR)。刚性连接具有充分的刚性,能保持连接构件间的夹角;半刚性连接没有充分的刚性来保持被连接构件间的夹角,它按可计算的端部约束进行连接的强度设计和结构的稳定计     

双槽钢缀板柱绕虚轴的滞回性能试验研究

为研究双槽钢缀板柱绕虚轴的抗震性能,对6个双槽钢缀板柱足尺试件进行水平往复荷载试验研究,分析了单肢长细比、缀板线刚度、轴压比、加劲肋设置等因素对试件的承载力、破坏模式、耗能能力、变形能力及延性的影响。试验结果表明:按GB 50017—2017《钢结构设计标准》设计的双槽钢缀板柱在绕虚轴往复荷载作用下不能达到设计塑性受弯承载力,减小单肢长细比,可显著提高构件塑性抗弯承载力及初始刚度,当单肢长细比为20时,构件绕虚轴受弯承载力可达到规范相关要求;在满足规范要求的情况下,缀板及其连接焊缝未发生破坏,但提高缀板线刚度对构件绕虚轴的抗震性能影响较小;轴压比对构件抗震性能影响显著,随着轴压比增大,构件抗震性能降低;在构件塑性铰区设置加劲肋,可有效防止该区域板件的局部屈曲,提高构件的承载力、延性及耗能能力,缓解承载力及刚度退化,但塑性铰区转移至第二与第三块缀板间,试件破坏模式为单肢失稳。