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。     

变截面十字箱形柱的制作装配工艺

国家会展中心(天津)项目体量较大,主体部分全部采用钢结构为框架,中央大厅部分屋盖由32个树形结构组成。针对该项目树形结构十字箱形柱的特点及施工难点,详细介绍了十字箱形柱的各部分装配方法、顺序以及注意事项。经实施,所述装配工艺不但加快了施工进度,而且为后续穿插施工提供了工作面,提高了投资效益,对于同类项目的施工具有一定的参考价值。     

《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     

Q460高强钢焊接箱形柱轴心受压力学性能数值分析

为了解国产Q460高强钢焊接箱形柱轴心受压的力学性能,以数值积分法和有限单元法对7个已有焊接箱形柱轴心受压试验进行数值分析。试件宽厚比为8～12,长细比为35～70。数值模型中考虑了实测的初始挠度、初始偏心及简化的残余应力分布模型。分析预测Q460高强钢焊接箱形柱轴心受压的极限承载力和荷载-挠度曲线。数值积分法分析结果与有限元分析结果吻合。为验证数值分析的准确性,将预测结果与已有试验结果进行对比发现,考虑残余应力、初始偏心、初始挠度的数值积分法与有限元分析可以准确地预测Q460钢焊接箱形柱受压力学行为。通过对比采用简化残余应力分布模型与采用实测残余应力分布模型的有限元分析结果,验证简化残余应力分布模型的准确性。     

超高层钢梁-钢管砼柱框架-砼核心筒结构工程钢结构节点施工

海亮广场A座为钢梁-钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒结构,从地上一层起外框架柱全部采用钢结构箱形柱,核心筒为全现浇钢筋混凝土结构内设H型劲性钢柱,外框架梁为工字钢梁。在结构设计施工中采用了多种形式的钢结构节点,各种节点使用部位不同,设计和施工方法也不一样。在施工中控制好各种钢结构节点构造的施工质量对钢结构工程整体施工质量至关重要。     

箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点拟静力试验研究

提出一种箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点构造,该柱拼接节点采用法兰柱座实现竖向装配,柱座内设八边形内套筒用以提高节点刚度及抗弯、抗剪能力,设计并完成了4个箱形柱拼接节点的拟静力试验。试验结果表明:设计合理的柱全螺栓拼接节点具有与普通焊接节点一致的力学性能。内套筒的设置能够提高柱全螺栓拼接节点的承载力、刚度和耗能能力。一定范围内,内套筒的长度越长,柱拼接节点的承载力和刚度越高,耗能能力越好。     

超高层钢箱形柱内灌混凝土顶升施工技术

天津现代城工程主塔楼高339 m,通过主体结构钢箱形柱内灌混凝土顶升施工完成。通过总结与研究超高层混凝土顶升施工中钢箱形柱内灌柱的钢结构构造要求、混凝土技术要求、顶升施工的操作要求与注意事项等技术要点,实现超高层混凝土顶升施工技术在实际施工中的进一步应用。     

变壁厚箱形柱设计方法及其受力性能研究

为使高烈度区箱形柱设计更为安全、经济合理,根据支承大跨度屋盖钢柱的受力特点,提出一种上部壁厚小、下部壁厚大的变壁厚箱形柱,其截面外形尺寸、抗侧刚度均与等厚箱形柱保持一致,并给出了相应的设计方法。为研究变壁厚箱形柱的受力性能,进行了往复荷载作用下缩尺模型的压弯试验与有限元分析,分析了构件壁厚、上柱高度比和轴压比等参数的影响。试验与有限元分析结果表明:变壁厚箱形柱符合悬臂柱的受力特点,具有良好的抗震性能;变壁厚箱形柱压弯承载力和稳定承载力计算公式与模型试验、有限元分析吻合较好,可以用于变壁厚箱形柱设计;变壁厚箱形柱用钢量明显低于等厚箱形柱,当上柱高度与柱总度之比为0.4左右时,可节约钢材11.7%～16.2%;对于宽厚比满足限值要求、轴压比不大于0.3的箱形柱,变壁厚箱形柱节约钢材的效果较好,具有良好的技术经济性能。     

劲性柱钢筋混凝土梁节点施工技术应用

钢结构以其自重轻、施工效率高、环保节能等优点在大型公建项目中得到普遍应用,其中地下混凝土现浇剪力墙结合地上高层钢结构框架的形式较为常见。钢结构与混凝土现浇结构节点的施工对工程的安全可靠性十分重要。北京某医院扩建项目劲性柱混凝土节点采用十字柱转换箱形柱及搭接板焊接梁钢筋的形式锚固受力,针对施工的难点和重点进行总结,以供类似项目参考。     

节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接钢框架的力学性能和经济性分析

在钢框架结构设计中,提出一种新型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接方式。为了考察该连接在8度抗震区6层以下钢框架结构的适用性,结合6层工程实例和3层工程模型,对采用节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接和传统箱形柱内隔板式连接的钢框架力学性能和经济性以及单调荷载和循环荷载作用下的连接承载能力做了对比分析。结果表明:对于8度抗震区6层以下钢框架,采用节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接钢框架的力学性能和经济性都优于传统箱形柱内隔板式连接钢框架;节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接在单调荷载和循环荷载作用下的承载能力也略强于传统箱形柱内隔板式连接。     

高层钢结构管极熔嘴电渣焊技术

论述了管极熔嘴电渣焊的焊接原理、焊接材料及工艺过程,并进行钢板对接焊接工艺评定试验,成功用于箱形柱隔板的焊接。     

不规则自由曲面钢屋盖拼装技术

北京大兴国际机场航站楼指廊屋面采用网架与桁架组合结构,花园内庭院采用箱形柱斜向支撑结构,屋盖网架面积大、高度高,形成不规则自由曲面造型,施工中结合现场条件,采用地面胎架、楼面原位拼装、分段整体提升等方法避免了大量高空作业,确保了工程质量,降低了施工成本。     

隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点强震灾变机理分析

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.     

高强钢焊接箱形柱轴心受压极限承载力试验研究

为了研究高强钢中厚板焊接箱形柱的极限承载力,以11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作了7个焊接箱形柱进行轴心受压试验。试件共包含宽厚比8、12、18三种截面,长细比分别为35、50、70。根据试件的实测尺寸、钢材的力学性能建立有限元模型,以初始缺陷的形式考虑了试件的初始挠度、初始偏心及焊接残余应力,分析预测了试件的极限承载力。试验结果表明,高强钢焊接箱形柱稳定系数采用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的c类截面柱子曲线偏保守,试验结果平均曲线更接近b类截面曲线,但仍需进一步验证。分析结果表明,考虑了初始缺陷的有限元模型可准确预测柱的极限承载力,可以作为试验数据的补充。     

Q460高强钢焊接箱形柱轴心受压极限承载力参数分析

为研究现有钢结构设计规范是否仍适用于高强钢中厚板焊接箱形柱的设计,对Q460钢轴心受压柱的极限承载力进行了参数分析。采用数值积分法,并与有限元程序ANSYS的数值计算结果作进行对比。数值模型考虑了1/1 000柱长的初始弯曲及由相应截面尺寸残余应力试验提出的残余应力分布简化模型。试件的主要参数为截面宽厚比（7.8~17.2）与柱长细比（10~130）。计算结果表明：考虑相同初始缺陷的有限单元法与数值积分法所得计算结果吻合较好;与普通强度钢柱相比,初始几何缺陷对高强钢焊接箱形柱的极限承载力影响降低,柱的稳定系数提高;残余应力降低柱的稳定系数,但其影响效应随长细比变化。参数分析结果与现有规范计算结果对比表明,中厚板Q460高强钢焊接箱形柱,当宽厚比b/t≤20时,可采用高于普通强度钢柱的b类柱子曲线。     

箱形柱-工形梁端板连接节点试验研究

预制装配式钢框架中箱形柱与工形梁之间采用螺栓连接会存在一定的施工困难,为此,提出了一种箱形柱与工形梁之间采用端板连接的节点形式及其3种预制方法,进行了1个足尺节点试件的单调加载试验和3个分别采用侧面开窗、正面开窗和中间截断预制方法的足尺节点试件的循环加载试验。测得了加载过程中各节点的弯矩、转角、层间位移角和主要截面的应变分布,分析了该种节点的承载力、刚度、转动性能、耗能能力和失效模式,对比了3种不同预制方法对节点受力性能的影响。研究结果表明：采用不同预制方法的节点,其力学性能相似,都具有较大的转动刚度和延性,节点转角主要受端板相连的柱壁板的鼓曲影响;所采用的3种预制加工方法均可以满足节点抗震设计要求,但在实际工程中建议优先采用性能更好的侧面开窗或中间截断加工方法。     

内置钢管混凝土箱形柱压弯强度分析

采用ANSYS有限元程序,模拟分析内置钢管混凝土箱形柱压弯承载力极限值,与有关规程计算值比较表明,精度较高。进而,通过对两个系列共18个柱试件的非线性有限元分析,探讨了钢管厚度和荷载偏心距对柱压弯承载力的影响机理,得出的结论可供工程设计和施工参考。     

轴向荷载作用下箱形柱内填混凝土的局部屈曲和混凝土约束

在单调轴向荷载作用下使用9个焊接方形截面内填混凝土箱形柱模型进行测试。用有限元分析软件ABAQUS模拟荷载试验,并证实了有限元模型的可行性。根据试验和有限元模型的模拟结果可得出如下结论:明确箱形柱内填混凝土的混凝土约束机能的发展过程;混凝土破碎发生后,由水平拱提供的混凝土约束变得显著;柱壁发生屈曲后,由垂直拱提供给混凝土更多的额外约束;水平拱和垂直拱的共同作用提供了重要的混凝土约束,以获得并修复混凝土的强度;柱壁较大的宽厚比会导致垂直拱的初期发展;从混凝土约束机能来看,荷载-轴向应变曲线中,混凝土构件将会有强度降低和强度修复的过程;Mander混凝土约束模型和Sakino混凝土分析模型并不能合理地预测箱形柱内填混凝土的混凝土应力-应变性能。     

钢结构箱形柱与梁异形节点力学性能分析

通过控制轴压比和梁高比,对6个钢结构箱形柱与梁异形节点模型进行拟静力试验,研究了钢结构异形节点的滞回曲线及其破坏特征,分析了钢结构异形节点的延性、极限承载力、强度与刚度退化、耗能能力等力学性能。结果表明:钢结构箱形柱与梁异形节点的抗震性能较好;位移延性系数在2.02～2.66之间,能够满足弹塑性极限变形的要求;节点域的耗能能力很强,小核心区耗能是节点耗能的主要方面;所有试件在层间位移角超过极限位移角时,强度与刚度无显著退化。     

长期荷载作用下钢-竹组合箱形柱蠕变特性

为研究钢-竹组合箱形柱的蠕变性能,设计制作了8根组合柱试件,以荷载水平、截面尺寸以及有无螺钉为参数,对其实施了长期加载试验,观测了组合柱在长期荷载作用下的变形发展,得到了蠕变-时间关系曲线以及蠕变系数,在此基础上通过确定组合柱蠕变与竹材蠕变间的关系提出了钢-竹组合箱形柱蠕变模型,并将蠕变计算值与试验值进行了对比分析。结果表明:钢-竹组合箱形柱的蠕变发展先快后慢,约在加载90 d后逐渐趋于稳定,长期持荷水平对蠕变的影响显著,截面尺寸有一定影响,而螺钉对蠕变大小基本没有影响;组合柱的蠕变系数为0.160~0.190,蠕变与试件初始变形相比处于较低水平;组合柱蠕变计算值与试验值在中后期表现出较高的吻合度,说明建立的蠕变模型可适用于预测钢-竹组合柱的蠕变发展和进行蠕变对构件力学性能的影响分析。