灌浆方钢管压陷极限承载力试验

针对目前灌浆弦杆压陷极限承载力公式没有考虑弦杆轴力对节点压陷承载力的影响的不足,对15个灌浆方钢管进行了压陷承载力试验,考察了支杆与弦杆边长比、弦杆所受轴力的性质与大小等参数对灌浆方钢管压陷承载力的影响。计算机仿真试验除考察了模型试验所考察的参数之外,还考察了弦杆壁厚、水泥石强度、钢材强度等参数对灌浆方钢管压陷承载力的影响。在模型试验和仿真试验的基础上,分析了灌浆方钢管压陷机理,建立了灌浆方钢管压陷极限承载力计算公式,为推广内置钢桁架-混凝土组合梁提供了依据。     

施工阶段自承重楼盖体系设计中若干问题

为促进套建增层结构的发展,提出施工阶段自承重混凝土楼盖体系,利用钢结构自身可承重的特点,在施工阶段用钢桁架主梁以及钢箱次梁组成钢结构楼盖体系承担施工荷载,在使用阶段钢结构内置于混凝土内形成组合楼盖体系承担新增荷载,这种楼盖体系在套建增层改造工程中具有结构受力和施工措施一体化的优点.结合绥芬河清云市场套(扩)建改造工程实例,介绍了施工阶段自承重混凝土楼盖体系的设计思想,对楼盖体系中预应力内置钢桁架混凝土组合梁的设计进行了较为详细的阐述,对外套框架柱的选取以及梁柱节点锚固长度、主次梁连接构造等问题也作简要介绍.     

热弯钢管CFST-外包RC复合节点受力性能

为研究某体育馆新型复合节点的受力性能,以该体育馆大跨桁架结构弦杆钢管弯曲后竖直插入地下钢筋混凝土框架柱的拱脚为原型,设计了3个采用热弯圆钢管的CFST-外包RC组合节点,进行了节点在弦杆受压、腹杆受拉的复杂受力下加载试验与有限元数值模拟,研究了热弯钢管残余应力、不同弯曲角度以及弦杆根部钢管内是否填充混凝土等对节点破坏形态、承载能力等受力性能的影响。结果表明：热弯钢管CFST-外包RC组合节点的破坏形态主要为弦杆根部钢管的屈曲破坏,节点承载力取决于弦杆根部受压承载力;钢管热弯产生的残余应力降低了节点刚度且钢管弯曲角度越大节点刚度降低越大,但对承载力基本没有影响;钢管内填混凝土可以显著提高节点刚度和承载力,节点刚度和承载力随钢管直径增大而增大。     

预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁的受力性能

通过4根预应力内置圆钢管桁架混凝土组合简支梁的试验,得到了试验梁的荷载-跨中挠度曲线、正截面承载力、裂缝分布与展开特征。结果表明:可基于平截面假定计算该类组合梁正截面的承载力,该类组合梁的平均裂缝间距取决于下弦钢管外径及下弦二钢管截面面积之和与截面有效受拉混凝土面积的比值。提出了与试验结果吻合良好的裂缝宽度和刚度计算公式。     

核心筒墙体与钢桁架梁弦杆连接性能试验研究

为研究内藏钢桁架混凝土核心筒墙体与钢桁架梁弦杆连接性能,结合大连国际会议中心工程,进行了4个不同构造1/2缩尺的核心筒墙体与钢桁架梁弦杆连接节点在单向重复荷载下的工作性能试验研究.分析了各试件的承载力、刚度、延性及破坏特征,进行了核心筒墙体与钢桁架梁弦杆连接节点处墙体抗平面外变形的承载力计算,计算结果与实测结果符合较好.研究表明:本研究的核心筒墙体与钢桁架梁弦杆连接节点构造合理,满足其节点受力要求.     

铸钢空心球管节点的破坏机理分析与承载力影响因素

铸钢空心球管节点是一种新兴的节点形式，通过对多种不同尺寸的铸钢空心球管节点进行非线性有限元分析，研究了节点的塑性区扩展过程、变形过程、破坏机理及节点几何参数对其承载力的影响，获得了节点承载力的主要影响因素及其影响规律，为铸钢空心球管节点的设计提供了理论依据.研究结果可为我国即将编制的铸钢节点规范提供参考.     

金刚石圆锯片基体辊压预应力处理工艺参数试验研究

对典型Φ1650 mm金刚石圆锯片进行预应力处理,采集预应力处理前后锯片基体的轴向变形量,研究预应力施加位置与载荷对适张状态的影响。试验结果表明:预应力施加位置离圆心越远,切向拉应力的效果越明显,锯片的轴向刚性与稳定性增强,锯切过程中锯片基体抑制轴向受载变形的能力提高216%~232%;预应力施加载荷使圆锯片抑制变形的能力提高,若预应力施加载荷过大,预应力处理后锯片整体刚性与稳定性变弱,基体抑制轴向受载变形能力仅提高155%~187%。     

Experimental research on mechanical properties of prestressed truss concrete composite beam encased with circular steel tube

Tests of 4 simply supported unbonded prestressed truss concrete composite beams encased with circular steel tube were carried out. It is found that the ratio of the stress increment of the unbonded tendon to that of the tensile steel tube is 0.252 during the using stage,and the average crack space of beams depends on the ratio of the sum of the bottom chord steel tube’s outside diameter and the secondary bottom chord steel tube’s section area to the effective tensile concrete area. The coefficient of uneven crack distribution is 1.68 and the formula for the calculation of crack width is established. Test results indicate that the ultimate stress increment of unbonded tendon in the beams decreases in linearity with the increase of the composite reinforcement index β0. The pure bending region of beams accords with the plane section assumption from loading to failure. The calculation formula of ultimate stress increment of the unbonded tendon and the method to calculate the bearing capacity of normal section of beams have been presented. Besides,the method to calculate the stiffness of this sort of beams is brought forward as well.     

钢管混凝土结构及钢结构单层单跨框架力学性能分析

为了对比分析方钢管混凝土柱-工字钢梁和方空钢管柱-工字钢梁两种框架结构的力学性能,运用有限元软件分别对上述两种框架结构进行了全尺寸建模,完成非线性有限元计算分析.结果表明,计算结果与实验数据吻合较好,验证了所建模型的准确性;两种框架结构的滞回曲线均为饱满的梭形,无明显的捏缩现象,且方钢管混凝土柱-工字钢梁框架梁端水平极限承载力高于方空钢管柱-工字钢梁框架结构.     

方钢管混凝土中钢管屈曲承载力的理论分析与试验研究

本文对24根空钢管和钢管填充混凝土后钢管的力学性能进行了试验研究，试验时主要变化参数为截面宽厚比，在50-125之间变化。试验结果表明：钢管内部填充混凝土后改变了钢管的屈曲模式，明显提高钢管了的屈曲承载力，承载力的提高幅度随着截面宽厚比的增加而增大。同时采用有限元方法分析了空钢管及钢管混凝土中钢板的力学性能，理论分析结果和试验结果进行对比，验证了理论分析的正确性。在此基础上验证了钢管混凝土中钢板的屈曲承载力计算公式。     

空间管桁架混凝土组合梁受弯性能试验研究

设计制作了空间管桁架混凝土组合梁,通过组合梁的试验研究,得到了荷载-跨中挠度关系曲线、组合梁沿梁长方向的挠度曲线以及组合梁跨中截面应变沿梁高变化曲线,对比有限元分析结果表明：组合梁纵向应变沿梁高近似符合平截面假定;在整个受力阶段钢管桁架和混凝土翼板共同受力性能良好;组合梁在荷载作用下的抗变形能力较强;管桁架节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;有限元模型可以真实地反映实际结构的受弯承载力和挠度发展的情况。     

钢管混凝土组合节点的非线性有限元分析

在钢管混凝土柱—钢骨混凝土梁组合节点试验研究的基础上利用有限元软件ANSYS进行了反复荷载作用下的数值模拟,并对不同腹板厚度和钢骨混凝土梁纵筋配筋量对该组合节点承载力的影响进行了分析。结果表明,有限元计算所得的结果基本能反映结构在反复荷载作用下的应力状态、受力性能等。     

预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点试验研究

针对装配式混凝土结构中梁柱节点连接构造复杂、施工效率低等问题,设计开发了一种预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点,通过拟静力试验,研究不同梁端连接方式对新型节点抗震性能的影响。结果表明：不同梁端连接方式的节点试件均为梁端受弯破坏,破坏位置在翼缘连接板处,实现了节点域附近塑性铰外移的效果;翼缘连接板和混凝土的应变受梁端连接方式的影响较大,钢梁腹板、H型钢骨和纵向钢筋的应变受到的影响相对较小;栓焊混合节点和螺栓节点属于半刚性连接,焊接节点属于刚性连接;各试件的滞回性能良好,承载力和刚度退化性能稳定,延性系数在4.03~11.84之间,等效黏滞阻尼系数在0.24~0.36之间。该类型节点具有良好的承载能力和抗震性能,能满足现有抗震设计要求。     

梁通柱断式方钢管混凝土节点抗震性能试验研究

研究梁通柱断式方钢管混凝土中节点在低周反复荷载作用下的受力性能和抗震性能.该种节点在节点区中断柱的外钢管,使钢筋混凝土梁的纵筋在节点直通.在节点区设置芯钢管、密排箍筋、竖向短筋连系上下钢管混凝土柱.通过2个缩尺模型试件的拟静力试验,得到节点试件的破坏过程、破坏形态、试件滞回曲线和试件各组成部分的荷载-应变关系.试验结果表明:该种节点在低周反复荷载作用下性能良好.试件破坏发生在梁根部,节点区尚有较大承载潜力,试件的耗能性能、位移延性良好.轴压比的增大对于承载力有提高作用,但耗能能力和位移延性有降低趋势.     

主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响

为研究主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响,探讨主管内填混凝土矩形钢管节点的受力机理,对比分析了主管内填混凝土矩形钢管节点和空钢管节点的受压、受拉和受弯性能,结果表明主管内填混凝土能够改善节点的受力性能,显著提高矩形钢管受压节点的承载力,受压节点的破坏模式转变为横向局部承压破坏;对矩形钢管受拉节点承载力提高不明显...     

圆钢管混凝土 K 型焊接管板节点受力性能试验

为研究格构式钢管混凝土风力发电机塔架K型焊接管板节点的受力性能,进行了4个圆钢管混凝土K型焊接管板节点的单调静力加载试验和1个空心圆钢管K型焊接管板节点的对比试验,探讨了该类节点的破坏模式、极限承载力以及节点区应力分布和发展规律,研究了各试验参数对节点受力性能的影响。试验结果表明：塔柱内混凝土的填充使得焊接管板节点的破坏模式由节点交汇处塔柱管壁塑性变形失效转变为节点板失效和腹杆失效;节点的极限承载力大幅增加,变形减小;节点几何参数和构造参数的变化对试件受力性能的影响较大;当节点板中部设置加劲肋时,节点的承载力提高,节点板平面外失稳得以避免;当节点极限承载力由腹杆屈曲或屈服承载力控制时,在一定范围内随着腹杆与塔柱管径比和壁厚比的增加,节点的承载力提高。     

内置钢箱—混凝土简支组合梁受力性能试验

针对内置钢箱-混凝土组合梁单位长度钢箱与混凝土的接触面积相对较小,且钢箱对其腹板两侧的混凝土无法形成如内置H型钢对其腹板有效约束这一特点,完成了5根内置钢箱-混凝土简支组合梁试验,获得了这类梁正截面承载力、裂缝分布与开展、变形发展及破坏特征等方面的试验数据.试验结果表明:这类梁正截面承载力可采用基于平截面假定计算的正截面受弯承载力计算公式中引入折减系数来考虑.给出了符合内置钢箱-混凝土组合梁自身特点的裂缝宽度及刚度计算公式.     

内置高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能

为研究内置FRP约束UHPC高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能,基于“强柱弱梁”目标设计制作5个端板-螺栓连接节点试件,通过拟静力试验研究节点的破坏机理,并分析柱轴压比、FRP管厚度和有无芯柱对节点抗震性能的影响,对比钢梁更换前后节点的性能。试验结果表明：所有试件均在梁端形成塑性铰破坏;该破坏模式下,节点具有较高的承载力、耗能能力和较好的延性;内置芯柱时,试件承载力提高但延性降低;随着FRP管厚度增加,节点初始刚度和耗能能力均得到提升;相比原试件,更换梁试件的耗能能力、延性和初始刚度均有所降低。变形分析结果表明：节点域组合柱以受弯变形为主,两侧钢梁主要承担节点域的剪切变形。依据初始刚度判定该节点属于刚性节点。     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

角钢-双T型纵横梁拼接节点承载特性研究

拼接节点作为钢桁架结构重要的连接部位,其承载力和刚度是影响钢桁架整体结构安全性和稳定性的重要因素。本文结合大直径钢桁架筒仓施工支撑平台设计提出两种角钢–双T型纵横梁拼接节点的拼接形式,为研究其承载特性,采用静力加载试验和有限单元法,对这两种拼接节点进行研究,分析相同受力和相同约束等条件下带腹板连接板拼接节点和带腹板端板拼接节点的抗弯刚度、极限荷载及破坏模式,以确定较合理的角钢–双T型纵横梁拼接节点的拼接形式,实现大直径钢桁架筒仓施工支撑平台的装配化施工。研究结果表明：相同约束条件下,当荷载达到150 kN时,试验测得带腹板连接板拼接节点的位移比带腹板端板拼接节点的位移小–1.73%,且其抗弯刚度比带腹板端板拼接节点高8.76%。采用有限单元法对带腹板连接板拼接节点和带腹板端板拼接节点进行数值模拟,当荷载达到极限荷载200 kN时,带腹板端板拼接节点塑性变形较大,最后带腹板端板拼接节点先于构件发生剪切破坏;当荷载达到极限荷载220 kN时,带腹板连接板拼接节点塑性变形较大,最后构件先于带腹板连接板拼接节点发生压屈破坏。带腹板连接板的拼接节点更符合“强节点弱构件”的节点设计原则,满足大跨度钢桁架节点拼接要求,其研究成果为钢桁架整体结构性能的研究提供理论依据。