单面焊接H形截面短柱极限承载力研究

通过单面焊接H形截面短柱极限承载力试验和相应的有限元计算与分析 ,表明在静力荷载条件下 ,较薄腹板构件的极限承载力对单面角焊缝接头并不敏感 ;但在腹板较厚的构件中 ,角焊缝的相对熔深对其极限承载力有一定的影响。     

H形截面构件中单面角焊缝接头的承载性能:Ⅰ焊缝熔深和接头抗剪承载力试验研究

在轻型钢结构建筑中采用的以单面角焊缝连接翼缘和腹板的组合H形截面钢构件 ,其焊缝接头性能尚未得到充分的试验验证。为此进行了两个基础性系列试验 :对单面角焊缝接头的 5 7个试件通过金相分析测定熔深 ,对 2 6个试件进行焊缝抗剪试验。试验结果表明 ,在单调静力荷载条件下 ,单面连接角焊缝有良好的承载和变形性能 ,可以按照钢结构设计规范有关规定计算其设计承载力。     

单面角焊缝连接的H形钢构件抗剪极限承载力

报告了 1 2个试件的抗剪极限承载力试验。试验结果表明 ,在单调静力荷载条件下 ,单面连接角焊缝有良好的承载和变形性能 ,对H形截面钢构件腹板剪切失稳后的极限承载力的不利影响很小 ,可以按照钢结构设计规范有关规定计算腹板抗剪极限承载力。     

H形截面构件中单面角焊缝接头的抗拉承载性能:Ⅱ焊缝接头抗拉承载力试验

进行了 2 0个承受拉力的单面角焊缝连接接头的加载试验。试验结果表明 ,这类连接接头的连接焊缝的强度设计可以采用我国现行《钢结构设计规范》的规定进行计算 ,同时这类接头也存在着传力偏心的不利影响 ,结构设计时应予以注意。     

波纹腹板H形钢空间节点静力性能研究

以某实际工程为背景,进行了一个波纹腹板H形钢空间节点的静力试验,考察了两种连接构造形式,并通过试验研究了该空间节点的力学性能和连接构造的合理性。应用波纹腹板H形钢梁的简化计算公式,分析了试验节点钢梁在弹性阶段的关键截面应力值,并将其计算结果与试验结果进行了对比,验证了该公式的合理性。静力试验结果表明,该空间节点的最终破坏发生在全焊连接的上翼缘对接焊缝处,破坏荷载是设计荷载的2.3倍;但由于发生了受拉翼缘断裂的脆性破坏,破坏截面弯矩仅达到极限抗弯承载力的74%,这是焊缝交汇处应力集中和波纹腹板偏心集中力共同作用的结果。两种连接构造形式中,将拼接位置置于平腹板梁段的栓焊混合连接形式性能更优,可用于实际工程。     

预应力构件锚固区的局部应力分析和构造设计

从预应力构件的局部应力分析入手,提出了预应力构件锚固区角焊缝的尺寸限制及计算公式,探讨了腹板加劲肋的配置,进行了无局部压应力作用的梁腹板的稳定计算,可供预应力构件进行细节设计时参考。     

H形梁与H形柱弱轴单板简支连接性能研究

研究了H形梁和H形柱弱轴单板简支连接的受力性能。为了研究节点连接对于H形柱腹板的影响以及单板在节点受力过程中扭转问题,对H形梁与H形柱腹板的单板简支连接进行了试验研究。提出了节点部位H形柱腹板的抗弯和抗冲剪承载力计算方法;给出了提高节点单板抗扭转能力的构造要求。最后将理论计算、试验和有限元分析结果进行对比,验证了计算方法的准确性。     

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.     

HRB500钢筋搭接焊接头抗拉性能试验研究

通过30组90个小直径HRB500钢筋搭接焊试件的拉伸试验,研究了钢筋直径、搭接焊形式和焊缝长度对试件破坏形态、极限荷载和平均焊缝强度的影响。试验中试件共出现两种破坏形态,即焊缝断裂和钢筋拉断。试验结果表明,当发生焊缝沿受力方向断裂时,增加焊缝长度可以提高试件极限荷载,而平均焊缝强度随之降低;双面焊容易削弱焊缝端钢筋强度;焊缝偏心受力可导致焊缝一端掀起,降低焊缝承载力。对于直径6 mm钢筋,最小焊缝长度可为14d(单面焊)或7d(双面焊);对于直径8 mm钢筋,最小焊缝长度可为10d(单面焊)或5d(双面焊)。本文可为小直径HRB 500钢筋用于焊接闭合箍筋约束高强混凝土及相关标准的制定提供参考。     

组装焊缝形式对箱形截面支撑力学性能的影响研究

为考察全熔透和部分熔透两种组装焊缝形式对箱形截面钢支撑受力性能的影响,本文对中央电视台新台址建设工程中的箱形截面支撑进行了单调受压、轴向反复拉压试验;同时,采用ABAQUS有限元软件实现了对部分熔透试件未熔透处的接触模拟和滞回性能模拟。试验与有限元分析结果表明,中央电视台新台址工程中宽厚比为10的板件可采用部分熔透的组装焊缝形式。考虑板件宽厚比、偏心加载以及残余应力的参数分析结果表明,板件宽厚比小于20的轴心受压支撑以及板件宽厚比不大于10的偏心受力支撑中,箱形截面翼缘与腹板的连接可采用部分熔透的连续焊缝。     

扇形焊接开孔于钢骨梁柱接头耐震行为之影响

扇形焊接开孔为进行梁翼板全渗透开槽焊接时所需之工作孔。然而,实尺寸梁柱接头试验证实,传统梁腹板锁螺栓及梁翼板全渗透焊接之钢构造梁柱接头,常于扇形开孔处发生突然性之脆性破坏。本研究采用非线性有限元素分析方法,探讨扇形焊接开孔于钢骨梁柱接头耐震行为上之影响,包括扇形开孔几何形状对接头区力学行为之影响。分析结果显示,平顺接至梁翼板之扇形开孔能将最大塑性应变之发生位置移离扇形开孔根部,减少因几何形状不连续所造成之应力集中现象,降低局部区域之韧性需求;无扇形开孔之梁柱接头可避免有扇形开孔之缺陷,大幅的改善梁柱接头之韧性行为。     

未补强焊接梁柱接头之应用于箱形柱

探讨钢结构特殊弯矩构架梁柱接头的耐震行为,梁柱接头采用未补强焊接梁柱接头,特点在于厚梁翼板、箱形柱断面、且焊接扇形孔采用美国AWS的建议,以盼能提供良好的韧性行为。以试验方法进行两组实尺寸试体的试验,梁柱子结构承受反复载重。试验结果显示,两组试体皆可达4%弧度层间变位角,梁发展塑性弯矩强度;破坏肇因于梁翼全渗透焊道裂缝造成的撕裂。研究成果提供预审合格梁柱接头更广泛的实务应用。     

梁翼缘、腹板开孔方钢管混凝土柱-H型钢梁节点力学性能试验研究

为研究梁翼缘、腹板开孔构造对方钢管混凝土柱-H型钢梁节点破坏模式的影响,对6个方钢管混凝土柱-H型钢梁节点（1个常规节点和5个开孔节点）进行了低周循环加载试验。试验结果表明：按现行规范设计的方钢管混凝土柱-H型钢梁常规节点在梁翼缘对接焊缝处脆性断裂,节点的塑性转角不能满足临时指南FEMA的要求;合理的梁翼缘和腹板开孔构造,显著减缓了方钢管混凝土柱-H型钢梁节点梁翼缘对接焊缝的应力集中,梁削弱截面形成塑性铰,节点塑性转角达到0.03 rad,满足了临时指南FEMA的要求;其滞回性能稳定,承载力和常规节点相当;内隔板与柱壁板间焊缝质量较差的节点在试验中发生柱壁外鼓、柱壁间焊缝撕裂,节点延性和承载力明显下降。     

吊车梁K型对接焊缝焊角尺寸疲劳性能试验研究

厚腹板吊车梁上翼缘与腹板门焊透的Ｋ型对接焊缝焊角尺寸为１／２和１／４腹板厚度时,拉伸、弯曲试件和模拟梁的疲劳对比试验,对钢板厚度、焊接应力、焊角尺寸对疲劳强度的影响进行分析,提出厚板接头容许应力幅折减系数建议公式,可供钢结构疲劳研究者参考。减小焊角尺寸结论已被国家规范采纳。     

钢结构焊接翼缘板加强式梁柱刚性连接滞回性能试验研究

焊接翼缘板加强式梁柱刚性连接是塑性铰外移以提高连接塑性变形的一种改进形式。为考察这种连接形式在循环荷载作用下的滞回性能,共进行了4个1/2模型的拟静力加载试验,研究了梁翼缘宽厚比、腹板高厚比对连接性能的影响和节点域强弱对连接塑性转动能力的影响。作为比较,还进行了一个盖板加强式梁柱刚性连接的试验。试验结果表明,这种连接形式性能优良,所有的试件都没有发生脆性破坏,都能确保塑性铰转移到加强板以外,梁端塑性转角介于0.044～0.054rad之间,达到了特殊抗弯钢框架连接塑性转动能力不小于0.03rad的要求。在试验过程中所有的加强板都没有发生局部屈曲。在满足我国抗震规范要求的前提下,增大梁翼缘的宽厚比,梁翼缘更易于发生塑性局部屈曲,但对极限承载能力和变形能力的影响不大;减小梁腹板的高厚比则对承载能力的影响较明显;较弱的节点域,会显著降低连接的承载力,但可提高其变形能力。     

轻骨料混凝土剪力墙抗震性能的理论研究

采用全量式本构模型 ,编制了轻骨料混凝土剪力墙荷载 -位移全曲线的非线性有限元计算程序 ,在有限元的理论计算中 ,考虑了混凝土开裂后的软化效应和残余支持力的影响 ,较好地解决了下降段问题 ,计算结果和试验结果吻合较好 ;运用此程序分析了剪跨比、边框柱截面尺寸、边框柱纵筋配筋率、腹板纵筋和横筋配筋率对剪力墙延性性能的影响 ,讨论了变化规律 ;并在以上分析的基础上 ,提出了轻骨料混凝土剪力墙位移延性系数的估算公式 ,给出了保证其延性性能的构造建议。     

波纹钢腹板梁疲劳性能的试验研究

结合国内已建波纹钢腹板PC组合梁桥(平铁大桥)的波形尺寸,设计了4根Q345c高强钢的波纹钢腹板试验梁。试验首先对第一根梁(GA)进行四点弯曲静力试验,分析了其在竖向荷载作用下的受力特征和破坏形态;另外3根梁分别采用R=0.1,荷载下限分别为9,11,13 kN的不同条件下的疲劳试验。结果表明,由于波纹腹板的"折扇"效应,在弯矩作用下不完全满足平截面假定条件,弯矩主要由上下翼缘承受;二级焊缝条件下,试验梁波纹处焊缝能满足美国AASHTO规范B类焊接的疲劳强度,焊缝搭接位置以及构造处是该类型梁的疲劳薄弱位置之一。     

钢梁混凝土柱节点中梁贯穿与柱贯穿节点受力性能对比

通过钢梁与混凝土柱节点中梁贯穿节点与柱贯穿节点两组节点共6个试件低周反复荷载试验对比,分析了不同节点连接方式下节点开裂、极限荷载、位移、刚度、耗能能力等性能。结果表明,梁贯穿节点破坏主要发生在钢梁根部翼缘及腹板,而柱贯穿节点的破坏主要发生在钢梁与锚板间的焊缝处,由于核芯区有腹板和翼缘穿过,梁贯穿节点在受力性能方面优于柱贯穿节点。梁贯穿节点的抗震能力略大于普通混凝土节点,柱贯穿节点与普通混凝土节点抗震能力对比有待于进一步研究。     

混凝土圆形截面偏压柱极限承载力的解析解

采用规范规定的混凝土应力 -应变关系 ,对圆形截面混凝土偏心受压构件的极限承载力作了理论分析和计算 ,得到极限承载力 -荷载偏心距曲线     

Local stresses at the intersection of cross-beam flange with box-girder web

Local stresses at the intersection of a top flange of a cross beam with a box-girder web are investigated analytically and experimentally. Finite element analyses of a T-shaped welded joint and a loading test of a cantilever beam of acrylic material reveal that a local stress which is different from the one caused by the stress concentrations at a weld toe is developed at the intersection. Finite element analyses of an I-section beam show that the restraint of the vertical deformation of the cross beam at the box-girder web induces the local stress. It is pointed out that the local stress must be considered in fatigue design. A method of determining the local stress is proposed.