粘结型锚栓群锚弯剪受力计算方法与设计建议

粘结型锚栓是土木工程领域应用广泛的后锚固连接件,其具有代表性的使用情况为多个锚栓处于弯剪复合受力状态。在对比分析当前理论成果基础上,设计时可采用椭圆型拉剪计算公式并假定所有锚栓均参与受剪,将群锚弯剪受力问题转化为受拉最大那排锚栓的拉剪承载力计算。为保证连接安全并充分发挥锚栓强度,后锚固连接应控制为锚栓钢材破坏。为实现该目标,设计时可将剪跨比作为控制参数,通过公式推导和研究数据分析,在满足相关锚固要求前提下,当剪跨比大于0.6时可初步判断为锚栓钢材破坏,最后给出了后锚固群锚连接的设计建议和构造措施,以供工程应用参考。     

屈曲约束支撑混凝土锚固节点力学性能试验研究

提出了一种用于混凝土框架结构中屈曲约束支撑连接锚固节点构造形式。通过8个对比试验,分别考察该节点在拉、剪、拉剪复合受力状态下的单调受力性能与滞回性能,分析了各种受力状态下节点的受力特点与破坏模式。试验结果表明,在各种受力状态下,节点屈服前位移均较小,对屈曲约束支撑耗能效率影响并不显著。通过试验结果与规范计算结果的对比发现,现行GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》对单一受力状态下锚固节点承载力的计算比较准确,但对拉剪复合受力状态偏于保守;而采用JGJ 145-2004《混凝土后锚固技术规程》中的锚栓破坏相关方程能较为准确地估算拉剪复合受力状态下锚固节点承载力。另外,由于该锚固节点具有下锚固板,锚筋不会被整体拔出破坏,可取消现行规范中锚筋屈服强度取值小于300 MPa的限制。同时,在构造上应限制锚固板的弯曲变形,确保锚固钢筋共同受力,以使节点承载力在较小的位移下得以充分发挥。     

钢-混凝土结构后锚固群锚节点抗剪性能试验研究

为研究钢-混凝土结构后锚固群锚节点的抗剪性能,设计并制作9个后锚固群锚节点试件,开展后锚固节点单调加载试验,并分析不同孔内清灰程度和锚栓直径对试件承载力和破坏模式的影响.研究结果表明,锚孔内灰尘对化学胶锚固黏结作用具有较大影响,孔内清灰程度越高,孔内灰尘量越少,试件承载力越大,外荷载做功越大.不同强度锚栓试件破坏现象不...     

轻质墙体穿入型内锚固锚栓设计与应用研究

研发了一种新型轻质墙体穿入型内锚固锚栓,介绍了锚栓的构造形式和锚固原理,着重分析了锚栓在拉拔荷载下的受力机理和破坏模式,并和膨胀型锚栓在ALC砌块上进行了抗拉承载力对比试验。结果表明：穿入型内锚固锚栓抗拉承载力测试结果优于同直径的膨胀型锚栓,锚固连接不会因为锚固件尖头处的ALC材料被挤碎而很快失效,即使松动仍然保持较大的抗拉拔力。     

混凝土结构后锚固群锚系统抗剪承载力分析

在混凝土结构受剪状态下对后锚固群锚系统承载力进行分析,阐述了后锚固锚栓受剪连接破坏形式,进行了混凝土结构群锚系统抗剪承载力的试验及有限元分析,通过对比试验结果、有限元分析值及相关规范与技术手册推荐公式值,提出了进行后锚固群锚系统抗剪极限承载能力设计的若干建议,为群锚系统在工程中的应用提供参考.     

拉剪受力下后锚固群锚承载力计算

介绍了后锚固群锚连接在拉剪复合受力情况下承载力计算的两种方法：弹性方法和塑性方法。弹性方法简单实用,而且偏于安全,已被广泛认可;塑性方法目前研究的较少,文中仅针对锚栓钢材受拉破坏的情况,分别对破坏由拉力控制和拉剪控制情况下锚栓中的内力分布以及极限承载力进行了初步探讨。     

基于改性锚固材料的化学锚栓锚固及破坏机理试验研究

本文进行4组12根基于改性锚固植筋材料化学锚栓的混凝土锚固拉拔力试验,通过对试验过程及现象观察、荷载作用的测定、破坏状态的分析,研究了化学锚栓锚固的受力性能与破坏机理。结合分析试验结果和总结前人研究成果,给出了混凝土化学锚栓锚固承载力计算公式,并对以后化学锚栓的工程应用和设计提出了一些建设性的建议。     

弯剪受力下化学植筋式群锚连接试验研究

通过五个化学植筋式型钢-混凝土后锚固连接节点的弯剪受力试验,研究了该类连接节点的极限承载力、破坏形态和内力分布等问题。试验结果表明该类节点均表现为钢筋破坏,破坏前兆明显,即受拉侧锚板被拉离基材表面。仅钢筋周围混凝土发生小锥体损坏,其它位置无明显开裂。弯矩对连接承载力起控制作用,植筋埋深15d以上时可以保证钢筋充分发挥强度,增加植筋数量对提高后锚固连接件承载力效果显著,内力沿钢筋长度的分布在屈服前基本为线性变化,破坏时前半段钢筋可达到屈服,而钢筋末端的应变很小。     

混凝土后锚固群锚中心抗剪性能研究综述

后锚固技术在建筑结构加固改造中的应用越来越广泛.在总结国内外研究成果的基础上,首先给出了混凝土中单个锚栓的剪力-变形关系,阐述了后锚固群锚定义、群锚受剪内力计算方法、承载力影响因素.根据未开裂混凝土中群锚破坏模式,包括钢材破坏,边缘混凝土楔形体破坏、混凝土-钢材复合破坏和剪撬破坏,以双锚和四锚为例,讨论了后锚固群锚每种破坏模式的受剪承载力计算方法.     

混凝土-木节点力学性能有限元分析

混凝土-木组合结构广泛应用于结构新建及旧结构加固改造等领域。组合结构的力学性能取决于混凝土和木材的连接状况,因此对于节点的研究非常必要。在国内外混凝土-木组合结构节点研究的基础之上,使用Lusas有限元软件对3种形式的连接节点进行了模拟分析,得到结论如下:节点的锚固性能主要取决于锚栓的截面形式。相对圆柱形截面,矩形截面锚栓可以得到更大的锚固刚度及极限承载力;在节点两端增加柱帽可以提高锚固的极限承载力,但对于锚固刚度的提高作用有限;增加柱帽的锚栓在混凝土和木材相对变形较大时会导致木材在复杂应力状态下的破坏,延性较差。     

偏心荷载下双层饱和黏土地基承载特性

在海洋与近海工程中,海洋建筑物地基受到水平荷载、竖向荷载和弯矩荷载的共同作用,地基土体非均质成层分布。因而,复合加载模式下层状地基的极限承载力与破坏机理研究是海洋工程设计的关键问题。针对竖向荷载(V)和弯矩荷载(M)共同作用下双层饱和黏土地基的极限承载力与破坏机理进行有限元分析。土体采用理想弹塑性模型,屈服准则为Mohr-Coulomb准则;基础与地基间假定切向完全黏结、竖向可分离。通过有限元计算,得到双层地基在V-M荷载空间的破坏(极限)荷载包络线,归纳得出地基的破坏模式。计算结果表明,双层地基的破坏包络线随着上层土体的厚度与基础宽度比值、上下土层的抗剪强度指标比值的增大而不断扩大,最终达到一个稳定值;在V-M复合加载条件下,地基可能发生深层整体剪切破坏或浅层局部剪切破坏。     

土层锚杆拉拔界面松动破坏分析

根据界面黏滑本构模型假定和剪切位移法基本原理,推导了土层锚杆拉拔临界松动荷载理论公式和锚杆拉拔荷载与松动长度内在关系表达式。界面黏滑特性致使锚杆剪应力重新分配,引起荷载进一步往里端传递,加剧里端锚固体损伤劣化。依据界面抗剪强度与残余强度之间大小关系将土层锚杆拉拔松动破坏类型划分为渐进式和突发式两种形式,并给出了破坏类型定量判别标准及其所对应的锚杆拉拔极限荷载理论解。最后,结合已有的锚杆拉拔试验资料,通过计算对比分析,验证了方法的可行性。     

支管偏心对插板连接管节点承载力的影响分析

通过有限元数值分析方法,开展了不同支管偏心距及主管径厚比对插板连接管节点极限承载力的影响研究。负偏心越大,节点承载能力随之增强,节点板材料也越经济;同时需留意,负偏心并不一定总是有利的。总之,偏心距及主管径厚比的影响应在工程设计中加以合理、有效的利用。     

新广州站内凹式索拱结构模型静力试验研究

新广州站站房屋盖采用一种新型预应力索拱-内凹式索拱结构,为了解该种结构的张拉成形过程、典型荷载工况下结构性能和结构极限承载力及破坏位置,分张拉成形、4种荷载工况的加载及2种典型荷载工况的极限加载3个阶段,对2榀内凹式索拱的1/3缩尺模型进行了静力试验,并将试验结果与有限元结果进行对比,有限元结果和试验值吻合较好。研究结果表明：张拉成形后索力和位形基本达到目标,确立的张拉原则可行,给出了快速确定初始张拉力的计算公式;设计工况下结构处于线弹性阶段,满跨分布荷载时主拱全截面受压,以受轴压力为主,而半跨分布荷载时以受弯为主,弯曲应力在主拱应力中的比重较大;半跨分布荷载对结构整体稳定最不利,其极限承载力较满跨分布荷载降低较大,前者在主拱弯矩最大的位置破坏,而后者在轴压力最大的拱脚附近破坏;索夹的连接形式及支座的抗推刚度对结构的承载能力影响很大。图13表4参10     

Seismic behavior of connections composed of CFSSTCs and steel-concrete composite beams — finite element analysis

Based on the experimental results of connections composed of concrete-filled square steel tubular columns (CFSSTCs) and steel-concrete composite beams with interior diaphragms, exterior diaphragms, or anchored studs, 3-D nonlinear finite element models were established to analyze the mechanical properties of these three types of connection using ANSYS. Finite element analyses were conducted under both monotonic loading and cyclic loading. The load-displacement and shear force-deformation curves of the finite element analyses are in agreement with those of the tests in terms of strength and unloading stiffness. Parametric analyses were conducted on the connections with exterior diaphragms under monotonic loading to investigate the influences of axial load ratio, width to thickness ratio, and dimensions of exterior diaphragms on the connection behavior. It was found that the strength and stiffness are less influenced by the axial load ratio and the dimensions of the exterior diaphragms, but more influenced by the width to thickness ratio of the steel tube under shear failure mode.     

Parametric Study on Ultimate Strength of Four-bolted Connections with Cold-formed Carbon Steel

The curling(out-of-plane deformation in the plate thickness direction) influence on the ultimate strength of cold-formed stainless steel bolted connection has been investigated and modified equations for predicting the ultimate strength considering strength reduction caused by curling through finite element analysis have been suggested by previous researchers. In this paper, single shear four-bolted connections fabricated with thin-walled carbon steel commonly utilized in the light-weight structural members of building were tested under static shear in order to investigate block shear fracture behavior and curling influence on the ultimate strength and fracture mode. Main variables of specimens are plate thickness and end distance parallel to the direction of loading. Curling in the perpendicular direction of applied force also occurred for bolted connections with a relatively long end distance and thin plate. The curling occurrence caused a sudden strength drop and reduced the ultimate strength of bolted connections. Current design specifications such as AISC, AIJ and AISI for block shear strength were summarized and it is known that design equations did not provide the accurate prediction of ultimate strength and fracture mode for thin-walled carbon steel bolted connections. Strength reduction by curling and the condition of curling occurrence were investigated through an additional parametric finite element analysis. As a result, revised strength equations for block shear fracture and bearing fracture were suggested considering fracture path and curling effect and their validity was also verified.     

高强钢绞线网-聚合物砂浆抗震加固框架梁柱节点的试验研究

进行了4个采用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固的钢筋混凝土框架节点和1个对比节点的低周反复荷载试验,比较了4种加固方案的破坏形态、承载力、延性和刚度退化等抗震性能。研究结果表明:采用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固后,节点的极限受剪承载力提高了19%左右,破坏形态更加具有延性特征。分析了相应的加固机理,并提出了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固钢筋混凝土框架节点受剪承载力的计算方法,计算结果与试验结果符合良好。     

钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点约束弯矩试验研究

钢梁与混凝土柱单剪板连接节点形式简单、施工方便。在单剪板节点结构设计中,通常把该类节点简化成铰接节点,认为其只传递剪力和轴力,忽略梁端弯矩的作用,从而高估了预埋件的承载能力,给结构留下了安全隐患。为了研究单剪板连接节点的受力性能,对3个不同螺栓布置的钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点进行了静力加载试验,研究了螺栓数量、螺栓直径等因素对试件破坏模式、荷载-挠度曲线和约束弯矩的影响。结果表明：钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点的约束弯矩随螺栓群惯性矩的增大而增大;试件的承载力和刚度受高强螺栓布置数量的影响较大,受螺栓直径的影响较小。在试验研究的基础上,建立了单剪板连接节点的受力简化模型,根据模型给出了约束弯矩计算方法和弹性阶段节点折算偏心距计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。