《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—2015修订的重点内容介绍

正2部分重点内容的详细介绍(接上期)17.增加了采用电渣焊时箱形柱壁板厚度不应小于16mm的规定8.3.1框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型。在互相垂直的两个方向都与梁刚性连接时,宜采用箱形柱。箱形柱壁板厚度小于16mm时,不宜采用电渣焊焊接隔板。【条文说明】采用电渣焊时箱形柱壁板最小厚度取16mm是经专家论证的,更薄时将难以保证焊件质     

箱型柱电渣焊工艺

郑州裕达国贸扩建大厦为高层建筑钢框架体系,框架柱采用焊接箱型柱。框架柱截面尺寸多为800mm×800mm和700mm×700mm两种,钢板厚度为36mm和40mm。由于工程大部分采用焊接箱型柱,且箱型柱内部隔板多,焊接质量要求高;箱型柱隔板焊接难度大,电渣焊隔板均要求全熔透,不易控制。为了解决以上问题,从制作工艺、焊接工艺、材料等方面制定解决问题的处理方案。按要求、措施对其过程进行质量控制,最终所有隔板的电渣焊均未出现熔渣外溢,探伤抽查焊缝质量完全满足规范要求,隔板焊接质量得到有效控制。     

浅析箱形柱与其内隔板熔嘴电渣焊的工艺

主要针对箱形柱的制作工艺,以及箱形柱制作中的主要工序内隔板、内隔板挡板、衬板等关键部位的零部件加工及几何尺寸的控制进行了分析研究,其中箱形柱隔板与壁板的焊接采用了熔嘴电渣焊技术,运用这一技术使得箱形柱的焊接质量满足了焊接设计要求。     

钢管混凝土柱壁板为何要求全熔透焊接?

1 问题引入 一般方钢管壁板间焊缝除梁上、下500～600mm之间范围采用完全熔透焊缝外,其余壁板之间都采用部分焊透焊接,而 GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称《新钢标》) 15. 2. 1 条规定,当矩形钢管混凝土构件采用钢板或型钢组合时,其壁板间的连接焊缝应采用全熔透焊缝.钢管混凝土柱壁板为何要求全...     

广州某工程箱型柱内隔板电渣焊的超声波检测与缺陷分析

箱型构件是高层及大跨钢结构建筑中常见的结构类型,由于其柱梁截面内阁板的焊接操作具有空间有限、可视性差等缺点,因此,大多采用电渣焊的方式进行焊接。本文以广州某工程箱型柱内隔板电渣焊缝的超声波检测为例,分析了箱型柱内隔板电渣焊缝的检测及评定方法,并总结了电渣焊缝常见缺陷的产生原因及相关预防措施,为同类工程的检测提供借鉴和参考。     

方钢管混凝土边柱节点抗震性能试验研究

通过柱端加载的3个内隔板三面焊接的方钢管混凝土柱-H形钢梁节点的低周反复荷载试验,研究其不同轴压比情况下节点的破坏模式、延性、耗能性能等。试验结果表明,内隔板与柱壁未焊一侧受力约为内隔板与柱壁焊接一侧的1/3,内隔板未焊一端梁翼缘侧面柱壁间焊缝被撕裂,内隔板与柱壁板焊接一侧梁翼缘在柱顶位移约70mm时发生局部屈曲。研究结果表明,节点具有很好的延性和耗能能力,层间转角位移延性系数μ=3.40~3.45,弹性和弹塑性层间位移角分别为φy=0.0075~0.0083 rad、φu=0.0279~0.0286 rad,等效粘滞阻尼系数he=0.247~0.462。满足现行抗震规范的要求。三面焊接的内隔板式节点可以用于方钢管混凝土边柱节点。     

基础柱筋保护层厚度的改进作法

本文中基础柱是指标高±０．０００m以下的钢筋混凝土柱。《混凝土结构设计规范》（GB５００１０－２００２）第９．２．１条规定：基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于４０mm；当无垫层时不应小于７０mm。但有不少工程中的基础柱在实际施工时，其混凝土保护层厚度只有２５mm。安徽省天长市地区一部分工程中采用了变截面的方法，很好地解决了保护层厚度问题。例如，底层柱（这里指底层板底至基础顶面）截面原为３５０mm×３５０mm，±０．０００m以下的基础柱截面为４００mm×４００mm，其中±０．０００m上下两部分配筋仍然不变…     

梁翼缘扩大头-圆孔削弱型内隔板式箱型柱-H型钢梁节点断裂分析

对1个内隔板式箱型柱-H型钢梁常规节点和3个梁翼缘扩大头-圆孔削弱型节点进行了循环加载试验,并进行了基于结构钢椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型的数值模拟和断裂分析.结果显示,常规节点裂纹起始于梁翼缘对接焊缝侧边,未能形成有效转动能力的塑性铰,节点的塑性转角约为0.02rad.梁翼缘扩大头-圆孔削弱型节点在圆孔削弱梁截面形成塑性铰,大孔侧边开裂风险较其他区域大,扩大头构造显著降低了对接焊缝的断裂风险.当内隔板与柱壁板间焊缝质量较好时,圆弧扩大头-圆孔削弱型节点的塑性转角可达到FEMA要求的0.03rad,承载力较常规节点提高39.8%~52.9%.     

建筑钢结构箱型柱加工制作工艺技术

箱型截面柱构件具有结构力学性能好、双向抗弯刚度大、自重轻等特点,目前在工业建筑中应用越来越广泛。从下料、箱型梁组装、隔板组装、箱型柱焊接以及焊接变形控制等方面介绍了建筑钢结构箱型柱加工制作工艺技术。     

浅谈厚板厢型柱工厂化加工制作技术

箱型柱承载力高、抗震性能好、制作简捷,厢型柱的箱体主焊缝焊接采用双丝双弧气保焊打底,双丝埋弧焊或三丝埋弧焊填充和盖面焊对称焊,箱型柱的内侧在对应于外侧钢梁上下翼板位置设置内隔板,要求内隔板与箱体四面主板之间为全熔透焊接,箱型柱的工厂化制作,极大的缩短了施工周期。     

内置开孔板连接键的宽肢L形钢管混凝土组合柱抗震性能有限元参数化分析

为研究内置PBL的宽肢L形钢管混凝土组合柱(W-LCFST柱)抗震性能,基于已有试验结果,对内置PBL的L形钢管混凝土组合柱进行了数值模拟,考虑了钢材延性断裂失效的影响,模型结果可以很好地预测启裂点位置、开裂路径及荷载-位移曲线等。进一步对PBL隔板数量、PBL孔间距、PBL孔径大小、边柱尺寸、轴压比和钢管厚度等参数开展了对比分析,结果表明：PBL隔板数量从2个增加至6个后,提高了对核心混凝土的约束作用,位移延性系数提高了14.5%;PBL孔径大小和孔间距仅对塑性阶段有影响,达到峰值荷载前,孔径51 mm的PBL隔板容易在不利位置破坏而引起W-LCFST柱承载力降低,达到峰值荷载后,孔径17 mm的PBL隔板内的混凝土榫更容易受剪破坏,承载力下降较快;轴压比在0.25～0.55范围内,W-LCFST柱承载力先提高后下降;增加边柱尺寸和钢管厚度可以提高初始刚度和峰值承载力,边柱尺寸由100 mm×100 mm增大至140 mm×100 mm时,初始刚度提高了13.7%,钢管厚度从6 mm提升至8 mm后,正向峰值承载力提升了21.8%。     

国家体育场桁架柱外柱节点设计研究

国家体育场桁架柱外柱节点的几何关系复杂,存在T型、K型及KT型等多种腹杆形式,腹杆侧壁与外柱壁板斜交,还存在与立面次结构相交的情况。焊接薄壁箱形构件相贯节点的刚度差,承载力低。本文通过在外柱内设置横向加劲肋与局部纵肋等构造做法,可以有效提高节点刚度与承载力。对于有次结构的外柱节点,次结构的上、下壁板不能全部贯通,在保证腹杆与外柱传力可靠的前提下,在外柱节点区设置传力三角区。对于K型腹杆节点,翼缘较厚的腹杆贯通;对于KT型腹杆节点,中间腹杆贯通。通过合理设计拼接焊缝位置、采用整板切割等方式,可以有效减少焊缝数量,避免焊缝重叠。采用有限元法分析外柱节点的受力形态,并根据“最大平均应力”的原则确定节点域板件的厚度,实现“强节点”的设计理念,保证节点的可靠性与经济性。     

折线隔板加强的箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形梁节点抗震性能试验研究

对5个折线隔板加强的隔板贯通式箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形梁异型节点和1个基本型隔板贯通式异型节点进行拟静力试验,研究折线隔板扩大头和箱形梁翼缘削弱型隔板贯通式箱形柱-箱形梁与H形梁异型节点的破坏模式、滞回性能、承载力、塑性转角、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明:基本型异型节点在几何尺寸变化剧烈(应力高度集中)的箱形梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.014 rad,达不到FEMA要求的0.03 rad;折线隔板扩大头异型节点的塑性转角达到0.032~0.046 rad,承载力和耗能能力较基本型异型节点分别提高22.2%~64.3%和6.32~9.94倍;箱形梁翼缘与隔板对接焊缝断裂、隔板与柱壁板间焊缝剪切撕裂是折线隔板扩大头异型节点的主要破坏模式;试验的隔板贯通式箱形柱-箱形梁与H形梁异型节点显示,刚度较大的箱形梁翼缘对接焊缝均先于H形梁断裂。     

钢箱梁和H梁翼缘三面围焊圆弧隔板贯通变截面箱形钢柱节点抗震性能试验

对钢箱梁和H梁翼缘三面围焊圆弧隔板贯通变截面箱形钢柱节点进行了循环加载试验,获得了该类节点的破坏模式、滞回曲线、承载力、塑性转角、耗能能力、节点域和关键部位的应变演化规律等抗震性能指标.试验结果显示:节点域柱壁板间焊缝、柱壁板与隔板焊缝开裂是该类节点的主要破坏模式;截面积较小的节点域上柱腹板剪应变远大于截面积较大的下柱腹板,节点域上柱壁板间焊缝先于下柱开裂,靠近箱梁侧柱壁板与隔板间焊缝先于H梁侧开裂;箱梁的滞回性能好于H梁,但承载力低于H梁;梁翼缘与贯通隔板采用三面围焊的连接方式,避免了以往的节点构造中狭窄的梁翼缘和宽大的隔板间对接焊缝过早开裂的问题.     

外方内圆复合钢管高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究外方内圆复合钢管高强混凝土柱的抗震性能,完成了6个试件的拟静力试验。试验主要变化参数为轴压比、方钢管壁板厚度及其宽厚比、圆钢管混凝土套箍指标。试验结果表明：6个试件的破坏形态基本相同,均为距柱底约300 mm高度范围内方钢管外鼓屈曲,方、圆钢管之间混凝土局部破坏;试件的水平荷载 位移滞回曲线饱满,无明显捏拢;峰值水平荷载时,轴压比设计值约为1.0的试件位移角略小于1/100,其它5个试件位移角均大于1/100;减小方钢管壁板的宽厚比,或增大圆钢管混凝土的套箍指标,可增大试件的初始割线刚度以及极限位移角;增大方钢管壁板的厚度,可提高试件在轴压力作用下的正截面受弯承载力。采用叠加方法与平截面假定方法计算试件在轴压力作用下的正截面受弯承载力,计算值与实测值吻合较好。     

圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点抗震性能试验研究

对5个圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点和1个基本型异型节点进行低周往复循环加载试验,研究圆弧扩大头构造对隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点在强震时的破坏模式、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能性能等抗震性能的影响规律。试验结果显示,基本型异型节点在刚度较大、几何变化剧烈(应力集中严重)的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.015rad,达不到FEMA要求的0.03rad。圆弧扩大头异型节点在隔板圆弧扩大区形成塑性铰,节点的塑性转角达到0.033~0.044rad,承载力和耗能性能较基本型异型节点分别提高41.7%~53%和173%~500%。隔板圆弧扩大区屈曲、对接焊缝延性拉断、贯通式隔板与柱壁板间焊缝剪切破坏、梁腹板焊接孔开裂是圆弧扩大头异型节点的主要破坏模式。隔板圆弧扩大头构造和梁翼缘对接焊缝移至远离节点区的措施,缓和了节点区焊缝过于密集和焊接热影响区的交叉影响,规避了梁翼缘对接焊缝处的几何突变(应力集中)和过早脆断。此次试验的隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点,大截面梁均先于小截面梁断裂,且均未出现以往内隔板式节点试验中常见的柱壁板间焊缝撕裂现象。     

主方支圆内隔板加劲T型节点破坏模式研究

根据箱型柱加劲隔板的构造,提出主方支圆T型管节点采用内隔板进行加劲的措施。通过T型节点静力加载试验,揭示合理的构造措施将使得加劲节点表现为内隔板首先塑性破坏、继而发展至主管上翼缘塑性破坏的模式,加劲节点的极限承载力提高明显,而且具有良好的延性。利用非线性有限元分析,探讨T型节点单内隔板和双内隔板加劲的构造措施、节点破坏...     

竖向荷载作用下冷弯薄壁型钢墙架柱的承载力

采用有限元法对冷弯薄壁型钢住宅墙架柱在竖向荷载作用下的承载力进行了分析。通过对不带墙板墙架柱和一面石膏板、一面定向刨花板墙架柱试验试件在竖向荷载作用下的承载力、破坏模式和变形分析,验证了有限元法的正确性。采用有限元法分析了墙板厚度、柱间距、螺钉间距等参数对墙架柱承载力的影响。结果表明,当墙板厚度在11 mm以上时,增大墙板厚度不能提高墙架柱的轴向承载力;当墙架柱间距由400 mm增大到600 mm时,轴向承载力略有提高;当中间螺钉间距大于600 mm时,减小螺钉间距可显著提高墙架柱轴向承载力;当中间螺钉间距小于600 mm时,继续减小螺钉间距对轴向承载力的提高不明显。分析了冷弯薄壁型钢住宅中常用墙架柱在竖向荷载作用下的承载力,给出了这种墙架柱轴向承载力的设计建议。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点承载力试验研究

基于隔板贯通节点在地震作用下的破坏调查结果,提出了一种改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的新型节点--倒角放坡型隔板贯通节点。对7个十字形节点试件进行了静力拉伸试验,研究了隔板贯通式连接中方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的连接性能,分析了钢梁翼缘与隔板连接构造以及浇注孔直径、隔板厚度、钢管的宽厚比等参数对节点局部受拉承载力的影响,并将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行了比较。研究结果表明:倒角放坡型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性;影响节点承载力的主要因素是隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度;对于填充混凝土的试件,采用公式计算节点承载力偏于保守。     

隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点抗震性能试验

对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基于试验结果和力学分析,建议了异形节点域的抗弯、抗剪计算模型,推导了异形节点域的抗弯、抗剪承载力计算公式。结果表明:基本型异形节点滞回曲线劣化明显,节点在刚度较大、几何突变的箱形梁翼缘对接焊缝边缘脆断;隔板圆弧加强异形节点的滞回曲线饱满,承载能力和刚度退化不明显,主要破坏模式为在隔板圆弧加强区形成塑性铰,梁翼缘对接焊缝延性开裂;加载至节点破坏时,贯通隔板与柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,节点域内轻骨料混凝土未压碎或拉裂,轻骨料混凝土与隔板和柱壁板间未发生剥离或滑移;隔板圆弧加强异形节点的塑性转角可达0.038~0.056 rad,承载力较基本型异形节点提高21.5%~56.2%。