基于螺栓连接的装配式钢筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

为研究装配式混凝土框架节点的抗震性能,提出一种基于局部钢套筒与混凝土组合结构形式的梁柱节点,通过螺栓来实现构件间的可靠连接,对其进行了拟静力试验研究,在试验研究的基础上通过ＡＢＡＱＵＳ软件对结构节点在低周往复加载作用下进行数值分析,并与试验数据进行对比,验证有限元分析的合理性。并采用所建模型增加影响参数范围,分析了相同轴压比下梁纵筋配筋率、端板厚度、加劲肋设置以及螺栓数量对试件的刚度、屈服荷载和极限荷载、耗能等性能的影响。研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合较好;纵筋配筋率增加时,节点的承载力、刚度显著提高,但延性和耗能能力降低;通过设置加劲肋,节点的极限承载力、延性、等效黏滞阻尼系数均提高;合理的选择端板厚度,可以使梁内钢筋、预埋的端板和混凝土协同工作,增强节点抗震性能;减少一定数量的螺栓,构件仍能保持可靠连接。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。     

装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具数值模拟

为了探求装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具在预制混凝土衬砌板时的应力应变规律,以D60装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具为研究对象,运用ADINA软件对不同厚度、不同纵向加劲肋及不同横向加劲肋的钢模具进行数值模拟。结果表明:钢模具的变形在直线段最大,弧线段次之,直线连接段和弧线连接段最小;等效应力在直线连接段和弧线连接段最大,直线段和弧线段较小,并且钢模具厚度的影响程度纵向加劲肋数量的影响程度横向加劲肋数量的影响程度;在一定的变形允许范围之内,装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具的厚度以8~10 mm为宜,纵向加劲肋以3~4根为宜,横向加劲肋以2根为宜(布置在直线段和弧线段各1根)。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

某抽水蓄能电站地下厂房结构加固设计

某抽水蓄能电站地下厂房的梁、板等多处出现裂缝,结构安全评估结果认为结构整体是安全的,但裂缝会对混凝土的耐久性产生不利的影响,并有可能加剧构件的疲劳损伤。本文在结构安全评价的基础上,提出了采取化学灌浆、粘贴碳纤维布、增加钢肋板和钢次梁等局部加固处理方案。按照加固方案,开展了粘贴碳纤维层数的计算方法、钢肋板的布置及连接方法、钢次梁与楼板的连接方式等方面的研究,完成了某水电站厂房局部加固处理设计。加固设计应用结果表明,加固方案能够限制裂缝的进一步发展,适当增加结构刚度,有效提高构件抗疲劳的安全储备。     

加劲肋宽厚比对钢管-板节点承载力的影响

以实际工程中设有1/4环加劲肋的钢管-板节点进行足尺模型试验和有限元分析,通过改变加劲肋的宽度或厚度,得到增加加劲肋的厚度或宽度均可提高节点的极限承载力,且增加厚度比增加宽度更为有效。研究结果不仅为实际工程的建设提供了参考依据,还丰富了此类节点研究的数据库。     

钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能研究

穿芯高强螺栓—端板节点具有工厂化生产、现场组装、混凝土浇筑方便的特点。为研究钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能,该文应用ANSYS有限元软件对其进行三维实体建模,采用循环荷载对其进行了材料、几何、接触三重非线性有限元分析。结果表明,采用该节点的框架具有良好的延性和耗能能力,轴压比和混凝土强度对框架性能影响较大,降低高强螺栓预拉力对框架受力性能影响较小。该节点具有比传统内隔板式节点更好的力学性能和抗震性能。     

贝雷梁下新型装配式牛腿设计及施工力学性能分析

随着城市建设不断发展,存在较多高层建筑高空大跨度连廊现场浇筑施工作业,无法采用传统落地式满堂支撑架方式。结合高空大跨度多层型钢混凝土连体结构的工程实际,采用抗剪键和高强螺栓实现钢牛腿与预埋钢板的快速装配与拆卸,开发了一种贝雷梁结合新型装配式牛腿的支撑结构;基于ANSYS有限元软件,计算分析了牛腿的应力分布,包括背板、顶板、底板、支撑板。结果表明,所开发的新型装配式牛腿满足工程的可靠性要求,具有安全、经济、高效的特点。     

矩形断面钢衬与混凝土联合承载机理与受力分析研究

结合某水电工程,选取冲砂底孔方变圆渐变段钢衬,以加劲环参数优化为目标,采用三维有限元法分析了钢衬、加劲环与外包混凝土联合承载对矩形断面钢衬受力的影响。结果表明:当渐变段矩形断面钢衬考虑外包混凝土联合承载时,对其角点处应力有很大改善;在外水压力作用下,减小加劲环间距和加大翼缘宽度,有利于降低钢衬应力,但会增加翼缘之间混凝土的拉应力,不利于钢衬和外包混凝土联合承载;而随着肋板高度的增加,无论对钢衬应力还是混凝土应力都无明显改善。因此,加劲环间距对钢衬的有利影响最大,翼缘宽度影响其次,肋板高度的影响最小。     

雁形板在沙坡头水利枢纽主厂房设计中的运用

沙坡头水利枢纽采用了一种新型梁板合一的屋盖结构--预应力混凝土雁形板.其结构合理、整体刚度大、构件尺寸和重量小,便于成批制作,有利于缩短工期,屋面保温和防水简单可靠,经济指标相当优越.     

钢-混凝土组合板梁焊接工艺技术研究

钢结构单板的厚度比较小,刚度偏小,焊缝分布比较集中,焊接作业量庞大。所以,如何有效把控焊接变形及焊接应力,提高钢-混凝土组合板梁的尺寸精准度成为了钢-混凝土组合板梁生产过程中的重中之重。以某工程项目实例作为研究对象,对钢-混凝土组合板梁制造焊接施工工艺进行研究分析,明确的指出焊接作业的关键点。     

关于吊车梁加劲肋粘结连接方法的研究

吊车梁上设置横向加劲肋可防止在荷载作用下腹板发生局部屈曲破坏,传统做法是将加劲肋 与梁的腹板焊接连接,与翼缘采用焊接连接、刨平顶紧或将加劲肋下端断开。但焊接容易产生焊接残余 应力和应力集中,刨平顶紧施工精度不宜保证且还有锈蚀的危险,下端断开在断开处又易产生应力集 中。因此,提出将加劲肋下端与梁受拉下翼缘粘结连接以及将加劲肋与梁采用全部粘结连接的新型连 接方式,并利用有限元软件ＡＢＡＱUＳ对这几种处理方式的应力状态进行了详细分析对比。有限元计算 结果表明,此种连接方式可以比较有效地减小梁下翼缘与加劲肋相交处的应力集中,从而改善吊车梁的 疲劳性能。     

白鹤滩水电站大跨度地下厂房吊顶结构设计

白鹤滩水电站地下厂房吊顶结构沿厂房纵轴线方向总长406 m,跨度为34 m,为世界上已建及在建跨度最大地下厂房吊顶结构。创新性地采用外包钢现浇混凝土叠合板梁结构,该结构由吊顶支撑系统、外包钢-混凝土拱梁、闭口压型钢板和混凝土肋板等组成,具有承载能力强、经久耐用、经济美观以及施工快捷方便等优点,吊顶施工时需布置临时活动式施工钢平台,该平台支撑在支撑柱钢牛腿上,吊顶施工完成后,吊顶施工钢平台需拆除,该结构具有安装及拆除方便、承载能力强以及移动灵活等优点。     

装配式钢结构住宅半刚性节点抗震性能的试验研究

针对目前半刚性节点在装配式钢结构住宅项目中的应用数据和经验不足的问题,为达到结构延性设计的目的,进行了足尺寸梁柱节点拟静力试验研究,获得了节点试验破坏过程、节点破坏模式、承载性能及滞回性能。试验结果表明:角钢钢肢厚度与破坏模式对承载力影响较大,替换角钢对节点承载力影响不大;角钢钢肢厚度、修复性替换角钢以及破坏模式的不同均会影响刚度;提高角钢钢肢厚度会降低节点延性;角钢钢肢厚度和梁腹开孔控制距离后对耗能影响并不大。该节点构造简单,造价合理,可用于地震区的抗震设计和震后建筑物的修复。     

装配整体式半刚性节点在地下工程中的数值分析

基于宁波市东部新城中央公园工程的设计方案，对预制装配式结构进行数值模拟，以实现半刚性节点在地下装配式结构动力分析及设计中的程序化应用。构建此项目梁－柱半刚性节点力学模型，分析获得Ｍ－θ 滞回曲线，并将其力学性能赋予整体结构模型中。采用ＭＩＤＡＳ／Ｇｅｎ软件对装配式混凝土结构进行弹塑性动力时程分析，获取装配式结构的屈服准则、变形能力等抗震性能。通过对比现浇方案可得出，装配良好的梁柱构件具有较强的刚度、强度和变形恢复能力等性能，并且结构计算指标符合规范要求。     

弧形钢闸门支承钢梁横向加劲肋布置研究

弧形钢闸门支承钢梁具有形式简洁、可快速装配并能有效减少闸室空间的优点,其安全性直接关系到闸门的安全运行,因此设计具有合理结构形式的弧门支承钢梁至关重要,其中加劲肋是保证钢梁局部稳定性及改善强度和刚度的重要构件。在满足局部稳定性的条件下,通过建立多种不同支承钢梁横向加劲肋间距的三维有限元模型,计算分析其对支承钢梁强度和刚度的影响规律,给出支承钢梁横向加劲肋间距合理布置区间。计算结果表明:横向加劲肋间距对支承钢梁翼缘及加劲肋本身的应力影响较大,但对腹板应力几乎无影响;支承钢梁横向加劲肋间距为[1/3,1/2)倍的腹板高度时,钢梁材料的性能得到充分发挥,支承钢梁强度及刚度满足规范要求,兼具经济性和合理性,研究成果可为弧门支承钢梁的设计提供参考。     

桥梁钢箱梁高强螺栓连接施工技术

以桥梁钢箱梁构件连接为研究对象,从高强螺栓的检测、钢构件的安装、高强螺栓连接及其连接质量检验等方面着手,深入研究了桥梁钢箱梁高强螺栓连接施工技术,为类似工程提供施工技术参考。     

装配式结构钢筋灌浆连接技术

随着“建筑工业化、住宅产业化”的不断发展,装配式混凝土结构在全球呈上升趋势,装配式PC构件主要受力钢筋的可靠连接是保证混凝土结构具有良好抗震性能关键。本文对装配式结构钢筋灌浆连接技术进一步研究,总结了钢筋套筒连接和浆锚搭接连接施工方法,确保装配式混凝土建筑整体施工质量,为类似工程提供了借鉴。     

钢筋混凝土墙板加固石砌体结构抗震性能研究

由于不规范的建造方式和海洋气候的影响,平潭岛上现存大量存在较大抗震安全隐患的石头厝。为提升该地区受损石砌墙体的抗震性能,基于钢筋混凝土墙板的加固方式,通过建立 18个石砌墙体的有限元模型,分析了混凝土板厚度、配筋率、混凝土强度、竖向压力等因素对石砌墙体极限承载力、刚度退化和位移延性的影响。结果显示:钢筋混凝土板墙可有效改善石砌体墙的抗震性能。在一定范围内增加混凝土厚度可提高承载力,但过厚则会降低延性。适当增加配筋率能有效提高构件延性。随着混凝土强度提高,构件极限承载力略有下降且脆性越明显,设计时不建议采用高强度混凝土。对于竖向压力越大的石砌体墙,钢筋混凝土板加固后承载能力提高更明显,但相应的延性会有所降低。     

装配式空心板桥抗剪加固模型试验

针对传统加固方法受空心板桥作业空间的限制,难以实现空心板桥抗剪加固的这一弊端,提出一种凿除空心板端部顶板并在端部空腔内注入混凝土的空心板桥抗剪加固方法。模型试验结果表明,未加固的空心板在试验荷载作用下,腹板发生开裂后试验构件立即失去承载能力。加固后的空心板在腹板发生开裂后可以继续保持承载,填芯混凝土与空心板混凝土保持整体受力。加固后空心板腹板发生开裂时的荷载较未加固的空心板提高5.1%,极限荷载较未加固的空心板提高19.2%。加固后的加载点的挠度比加固前小21.1%,而加固后跨中截面的挠度比加固前小4.0%。加固后空心板最大剪应变比加固前降低约7%。说明抗剪加固可以有效提高空心板抗剪承载能力,空心板端部填充的混凝土极大地提高了支点附近的局部刚度。