新型装配式冷弯薄壁型钢组合楼板模块受弯性能试验研究

为提高现有组合楼板的加工效率和装配化程度,解决组合楼板结构中自攻螺钉连接工序多、效率低等问题,提出了一种基于锁铆连接的新型冷弯薄壁型钢桁架梁-压型钢板-混凝土组合楼板模块。为研究该楼板模块的受弯性能以及次梁间距、混凝土厚度和连接方式对其抗弯承载力、延性和刚度的影响,对6块足尺组合楼板模块试件进行了单调静载试验。试验结果表明:在正常使用阶段,组合楼板模块的变形很小,且远小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求的限值;组合楼板模块破坏时具有较大塑性变形,说明其延性性能良好,主要表现为桁架梁锁铆连接的破坏、桁架梁弦杆的折曲破坏和楼板模块面板层混凝土的挤压破坏;次梁间距对组合楼板模块的延性和刚度影响较大,对其抗弯承载力影响较小;混凝土厚度和钢构件连接方式对组合楼板模块的抗弯承载力、延性和刚度均有显著影响。     

楼板对装配式混凝土框架节点抗震性能影响试验研究

为了研究阻尼器处开洞楼板对装配式混凝土框架节点区域抗震性能的影响,设计了带楼板的装配式混凝土框架节点试件,并对其进行了低周反复加载试验,研究了试件的破坏特征、承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、等效黏滞阻尼系数等.试验结果表明:相对于无楼板装配式混凝土框架节点,带楼板的装配式混凝土框架节点试件滞回曲线较饱满,具有良好的耗能效果,增大了试件的刚度,还提高了试件的承载能力;但是由于楼板的存在,增加了梁和阻尼器上部的刚度,使得梁中性轴上移,造成各种抗震性能指标在正负向加载时差别较大,也造成阻尼器下翼缘和上翼缘变形差别较大.为了改善阻尼器上下翼缘受力变形不一致的问题,笔者提出两条改进建议:一是改进阻尼器上下翼缘截面大小,做成上下翼缘截面不一样大小,来匹配受力不一样的问题;二是改变阻尼器在梁高度方向的安装位置,使得梁板中和轴正好位于阻尼器的形心位置.     

帽型薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板受力性能试验研究

由帽型冷弯薄壁钢梁作为组合楼板的承重骨架,与轻骨料混凝土预制板块经后浇水泥砂浆而形成轻质组合楼板。为研究其受力性能,设计并制作了5块具有不同构造特征的组合楼板试件,对其进行了简支条件下的静载试验。结果表明：该组合楼板具有较大的整体刚度和承载能力,当等效均布荷载达到正常使用状态的荷载标准值3.2kN/m2时,跨中挠度远小于L/500。当组合楼板的整体变形较大时,帽型钢梁内部的外伸腹板对提高组合楼板的整体刚度产生明显作用,极限状态下割线刚度是帽型钢梁内部无外伸腹板时的2.5倍;当次梁截面高度由20mm增至50mm时,组合板的极限荷载增幅为87.5%。     

高强钢-混凝土新型组合扁梁受力性能有限元分析

采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。     

高强钢-混凝土新型组合扁梁受力性能有限元分析

采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。     

现浇楼板对框架梁端正截面承载力影响的试验研究

通过对近几次地震灾害中框架结构震害调查研究发现,大量框架结构没有实现抗震规范要求的"强柱弱梁"梁铰破坏机制。究其原因主要在于结构设计中并没有考虑现浇楼板对框架梁端正截面承载力的提高作用。为了研究楼板对框架横梁正截面承载力的影响,设计了2个梁板柱节点试件,通过拟静力试验研究了楼板对框架梁正截面承载力的提高作用,纵梁刚度对横梁承载力和挠度的影响,以及楼板参与横梁受力的有效范围。试验与计算结果表明:试验承载力与计算结果吻合良好;考虑楼板配筋可以提高横梁承载力60%左右;楼板参与横梁受力的有效范围是5倍板厚左右;提高纵梁的刚度可以提高横梁正截面承载力和降低挠度。     

基于下弦支撑的钢桁架屋面组合梁在实际工程中的分析与应用

山西省某会展(西区)项目,其工程特点为屋面跨度较大,荷载较重,建筑功能较为复杂,在诸多工程中具有一定的代表性.本文通过有限元分析软件Midas/Gen对计算模型进行模拟,对屋面铜桁架组合梁进行了受力分析.主要研究了不同支座形式对钢桁架梁受力性能的影响,分析了组合楼板刚度对钢桁架梁整体承载力的影响,明确了以上弦杆与混凝土...     

组合叠合箱现浇网梁楼盖结构的施工工艺与应用

随着人们对大空间需求的提高,网梁楼盖结构可以实现大跨度、大空间,梁板高度相同,且非预应力形式能够达到33 m跨度.该结构施工配套模板平整简单、节省,箱体单体分体质量轻,便于运输和组合安装,施工工艺简单,利于缩短施工周期.因其自重轻、承载力高,可选择较大的结构高度形成梁板组合截面;自重轻则产生的地震力较小,因此其抗震性能好.整体刚度很大,挠度变形、转角变形很小,对楼盖边梁的扭转作用比普通楼板要小得多.     

装配式铝合金复合楼板的承载性能试验研究

为了考察铝合金复合板作为楼板体系时装配式构造连接的承载性能,对一足尺铝合金复合楼板试件进行了极限受弯承载力试验.铝合金复合楼板水平放置在位于四个角部的铰支座上,以平铺粘土砖模拟面荷载,对铝合金复合楼板进行加载和卸载试验,通过分析测点挠度和应变,分析该楼板构造连接的承载性能;为了考察集中荷载与面荷载作用的差异,以8名志愿者的体重模拟集中荷载作用,对比研究铝合金复合楼板在承载集中荷载时与承载面荷载时的受力性能.加载试验结果表明,铝合金复合楼板的装配式构造连接具有较大的承载能力,面荷载可达8.94kN/m2;卸载试验结果表明,铝合金复合楼板的可恢复变形占其总变形的40％～60％.复合楼板处于弹性受力阶段时,集中加载与面荷载加载时的挠度曲线差异较小,可忽略荷载类型不同带来的影响.铝合金复合楼板的整体抗弯刚度建议按140kN· m2取值.     

钢暗梁对新型组合暗梁楼盖静力性能的影响分析

在钢-混凝土新型组合暗梁楼盖结构中,钢暗梁的各参数变化是影响该新型组合暗梁楼盖结构性能的重要因素。为了考察钢暗梁的跨度、间距、截面高度以及腹板开洞率等参数对该新型组合暗梁楼盖结构受力、变形特性的影响,运用ANSYS对其进行各参数变化状态的非线性有限元分析。分析结果表明:暗梁的跨度对该新型组合暗梁楼盖结构抗弯刚度和极限承载力的影响非常显著;而腹板开洞率在26%以内时,对其影响是有限的;暗梁的间距和暗梁截面高度对其影响相对较小。钢暗梁和混凝土楼板的应力状态均随暗梁的跨度、间距、截面高度以及腹板开洞率的改变而变化。     

考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为研究地震作用下考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合(PRC)连梁受力性能和破坏机理,进行了4个带RC楼板的钢板-混凝土组合连梁和1个不带楼板的钢板-混凝土组合连梁的低周反复荷载试验,研究跨高比、钢板配板率以及楼板型式等因素对PRC连梁抗震性能的影响,分析带RC楼板连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等,并考察楼板的损伤情况.结果 表明:随着跨高比的增大,带RC楼板连梁的承载力明显降低,但延性更好;随着配板率的降低,带RC楼板连梁的承载力随之降低;钢板的受压波形屈曲变形主要发生在上下梁墙交界处,钢板和楼板的设置能显著增大连梁的受剪承载力及耗能能力;RC楼板设置半通缝会明显延缓连梁的开裂,半通缝的设置并不对连梁的承载力造成很大影响,但可以减小楼板在加载前期的损伤.     

考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为研究地震作用下考虑RC楼板影响的钢板-混凝土组合(PRC)连梁受力性能和破坏机理,进行了4个带RC楼板的钢板-混凝土组合连梁和1个不带楼板的钢板-混凝土组合连梁的低周反复荷载试验,研究跨高比、钢板配板率以及楼板型式等因素对PRC连梁抗震性能的影响,分析带RC楼板连梁的破坏过程、破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等,并考察楼板的损伤情况.结果 表明:随着跨高比的增大,带RC楼板连梁的承载力明显降低,但延性更好;随着配板率的降低,带RC楼板连梁的承载力随之降低;钢板的受压波形屈曲变形主要发生在上下梁墙交界处,钢板和楼板的设置能显著增大连梁的受剪承载力及耗能能力;RC楼板设置半通缝会明显延缓连梁的开裂,半通缝的设置并不对连梁的承载力造成很大影响,但可以减小楼板在加载前期的损伤.     

新型完全剪切连接钢筋混凝土组合扁梁受力性能试验

对一种新型钢筋混凝土组合扁梁一U形外包钢钢筋混凝土组合扁梁的受力性能进行了试验,共完成5根不同剪力连接形式的简支梁静荷试验,其中2根为部分剪力连接试件,3根为完全剪力连接试件.研究了不同的抗剪连接形式对组合扁梁整体工作性能和受力性能等方面的影响,对该组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析.结果表明,该组合扁梁具有良好的力学性能,在完全剪切连接情况下,该组合扁梁的截面应变近似符合平截面假定,抗弯刚度和承载力的计算可以忽略外包钢和其内部混凝土之间滑移效应的影响,其理论计算值与试验结果吻合良好.     

装配式钢结构楼板拼接板缝关键问题研究

应用于模块化装配式高层钢结构中的装配式楼板,由于拼接板缝的存在,使得楼板刚度不连续,影响楼板整体作用的发挥。为了保证装配式楼板的平面内刚度和整体性,研发了三类板间连接件——梁连接件、板连接件以及梁板连接件。应用ABAQUS非线性有限元分析软件,与现浇整板模型比较,考虑不同连接件类型、连接件间隔,分析楼板的破坏特征、承载力特征、板缝受剪刚度、板缝两侧应力传递、板缝受剪错缝量,用以考察拼接板缝的受力特征和传力效果。分析结果表明,楼板连接件的间隔是影响楼板平面刚度的主要因素,单纯采用梁连接件,对板缝约束作用较小,板连接件和梁板连接件是有效的板缝连接形式,板连接件的间隔建议控制在0.75 m以内,梁板连接件的间隔建议控制在1.0 m以内。     

高度可调节的装配式钢筋桁架叠合楼板受弯性能试验研究

钢筋桁架叠合楼板具有良好的整体性能和抗震性能,并且能够减少模板用量,在装配式钢结构中得到广泛应用。但是,在混凝土结构工程中,梁、墙与板分开浇筑混凝土,梁或墙的浇筑完成上表面不平整的,一般的叠合楼板难以调整高度和位置使板面平整并达到预定标高,影响了装配效果和施工质量,为此提出高度可调节的装配式钢筋桁架叠合楼板。为研究该叠合楼板的受力性能,测得两块楼板施工阶段的钢筋的累计应变和挠度并进行使用阶段的静力承载力试验,分析了两块楼板的裂缝分布规律、钢筋应变和挠度变化规律。研究结果表明:在设计荷载下,受拉纵向钢筋并未屈服,处于开裂弹性阶段,楼板有较大的强度富余。从屈服到破坏楼板有一定的安全储备,达到极限荷载后,没有发生脆性的破坏,具有良好的延性。通过理论分析结合试验结果,对该叠合楼板使用阶段的短期刚度简化公式进行了研究,并对不同的计算方式进行对比。     

方钢管混凝土柱-H形钢梁螺栓连接节点受力性能试验研究

进行了考虑压型钢板-混凝土组合楼板组合作用的方钢管混凝土柱-H形钢梁螺栓连接节点的静力性能试验研究。分别对无楼板、楼板受压、楼板受拉的3个足尺节点试件进行了静力加载试验,通过对比分析,考察了节点在单调荷载作用下的受力性能,包括初始转动刚度、极限承载能力等,研究了正、负弯矩作用下楼板组合作用对其受力性能的影响。研究结果表明:无板节点试件梁端位移延性系数达到2.2以上,满足抗震设计要求;组合节点和无板节点受力性能差别明显,相比于纯钢梁,组合梁横截面中和轴上移,组合节点的初始转动刚度、承载力与无楼板节点相比均有大幅度提高;组合节点螺栓开始滑移的荷载增大,最大滑移量减小;节点核心区剪切变形可忽略不计。     

钢-混凝土组合暗梁试验研究

为了研究一种新型钢-混凝土组合暗梁的受力性能,并考察型钢截面尺寸对组合暗梁抗弯刚度和受弯承载力的影响,对2根简支钢-混凝土组合暗梁进行试验研究。试验结果表明:钢-混凝土组合暗梁整体工作性能良好,型钢与混凝土之间的相对滑移很小,可忽略不计。极限破坏状态时,组合暗梁跨中截面的挠度很大,说明组合暗梁具有良好的延性。此外,型钢的截面尺寸对钢-混凝土组合暗梁的抗弯刚度和受弯承载力有显著的影响。在试验研究的基础上,提出了钢-混凝土组合暗梁抗弯刚度和塑性受弯承载力的计算方法,理论值与试验值吻合很好。     

钢-混凝土组合梁设计改进及其在超高层结构中的应用研究北大核心CSCD

探讨了组合框架梁刚度放大系数计算方法,分析了组合框架梁刚度放大系数对整体结构的影响。通过减小上翼缘尺寸改进了组合次梁截面,并对组合次梁挠度及承载力的变化进行研究。给出了组合框架梁与组合次梁统筹深化设计流程。改进组合框架梁截面形式可以简化刚度放大系数的计算方法,并且使刚度放大系数得到提高。组合框架梁的刚度放大系数与层间位移角和框架部分分配的地震剪力呈正相关。改进组合次梁的挠度有所增大,承载力基本没有变化。通过对组合框架梁和组合次梁进行统筹设计,可以有效利用结构高度,保证建筑净高。     

薄壁钢梁-陶粒混凝土装配式组合楼板受火后受力性能研究

由冷弯薄壁钢梁和陶粒混凝土预制板组成的装配式组合楼板具有轻质、高强和施工方便等优点。为研究该类组合楼板的抗火性能及高温后的受力性能,对6块遭受温度为700℃、持续90min烃类火灾升温作用的简支组合楼板试件进行受火后受力性能试验研究。结果表明：当施加的等效均布荷载达到2kN/m²时,受火作用后的组合楼板试件最大挠度小于跨度的1/400,且在加载过程中薄壁钢梁虽已明显扭曲、混凝土板多处开裂,但组合楼板试件未出现整体坍落现象;以普通栓钉为抗剪键的受火后组合楼板试件,其极限荷载比薄壁钢抗剪键组合楼板试件的提高14.2%;当用钢量相同时,主梁数量较多的组合楼板试件采用U形钢筋作为拉结件,其火灾后极限荷载比采用钢条拉结件的组合楼板试件的增加33%,且整体刚度也有所提高;该类组合楼板在受火后仍具有较高承载能力和整体刚度,且抗剪键类型、预制板之间设置的拉结件以及拉结件与抗剪键的连接方式均对其受火后的受力性能有较大的影响。引入组合效应系数可以较好地反映受火后组合楼板试件的组合效应及内部损伤程度。     

考虑楼板组合作用的方钢管混凝土组合框架受力性能试验研究

为研究钢梁与混凝土楼板的组合作用对钢-混凝土组合框架体系的刚度、承载力及耗能能力的影响,并考察组合框架结构在大震作用下进入弹塑性阶段的受力性能,进行了2榀足尺方钢管混凝土组合框架的低周反复荷载试验。2榀组合框架分别为组合梁-钢管混凝土框架及纯钢梁-钢管混凝土框架。试验中结构的最大层间位移角达到1/21。试验结果表明：组合框架结构具有稳定的滞回性能及良好的延性;钢梁与混凝土楼板的组合作用能显著提高结构的刚度、强度及耗能能力,并且能有效保证钢梁上翼缘的局部稳定性及钢梁的整体稳定性;楼板组合作用将使钢梁下翼缘应变显著增大,导致楼盖梁转动能力的减小;两个试件的破坏均是由梁端失效引起,说明试验中采用的梁翼缘贯通式节点能够满足强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计要求。