有损伤钢结构梁抗弯力学性能分析

在我国工业建筑较多是采用钢结构材料,实际施工当中,钢结构材料经常会被其他施工机械意外损伤,而损伤后的钢结构能否再满足结构强度的要求则需要进一步检测。另外,有损伤钢结构建筑在服役过程中很容易受到大气环境的腐蚀,进一步削弱其承载能力。本文通过对不同损伤程度的钢梁进行抗弯力学试验测试,发现了抗弯钢梁构件受压区的斜向损伤对结构强度的影响程度,并与受大气环境模拟腐蚀的钢结构构件承载能力进行了对比。试验结果表明:受力初期钢梁受压区内应力变化缓慢,随着荷载增加到一定程度,应力开始快速增长,直至受压区出现扭曲状态,应力开始下降;受大气环境腐蚀的有损伤钢结构由于没有漆面的保护,承载能力也有所降低。     

钢—混凝土组合梁的等效截面

基于材料的弹塑性本构关系,提出了以保证截面抗弯刚度相等为原则的截面换算方法,将钢—混凝土组合梁等效成工字型钢梁。采用结构计算软件ETABS研究等效后钢梁的静力特性,并与GB 50017-2003《钢结构设计规范》给出的将截面上翼缘宽度按照材料模量比等效的截面换算方法进行了比较,发现在均布荷载和集中荷载作用下,用本文提供的换算方法等效出的钢梁截面,较之钢结构规范,能够更为精确地模拟组合梁的真实静力特性。因此,用这种方法等效后的组合梁截面,能够更为有效地用于组合框架和新型结构体系的研究分析。     

柱承重模块化钢框架抗侧刚度足尺试验与理论计算方法研究

作为高度集成的预制装配化建筑形式之一,柱承重箱式模块化钢结构建筑因成本低、效率高和节能环保等优势成为工业化建筑结构的发展热点。为得到该类结构在水平荷载作用下的受力性能,提出基于D值法的修正分析方法,并对足尺双层单跨柱承重箱式模块化钢结构进行水平荷载作用下的受力性能试验,得到了结构的整体抗侧刚度,分析了加载过程中结构的受力和变形特征,提出了结构在水平静力荷载作用下的简化分析模型,并对其准确性进行了验证。结果表明：柱承重箱式模块化钢结构能够较好地抵抗水平荷载作用,在达到现行规范要求的柱顶位移限值时节点未出现明显破坏;采用简化分析模型能够快速地计算箱式模块化钢结构的抗侧刚度,其结果比传统理论计算方法的更为精确。     

正八边形钢板腹梁弯曲性能试验研究

基于蜂窝钢梁外观,提出了一种新型空腹式钢结构主梁——正八边形钢板腹梁。借鉴蜂窝钢梁挠度计算中费氏空腹桁架理论,推导了该结构在弯曲荷载作用下的挠度变形公式,并通过有限元方法进行了验证。进一步地,为了研究该结构的弯曲性能,根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)要求,设计了1根缩尺模型试件,通过两点加载方式对其变形能力、应变特点和破坏方式进行了试验研究。采用通用有限元软件ABAQUS 2017建立了该结构非线性有限元分析模型,并将试验结果与有限元模拟结果进行了对比研究。结果表明:对于腹板非连续的正八边形钢板腹梁,采用费氏空腹桁架理论提出的结构挠度计算公式具有较好的精度;通过静载弯曲试验发现,正八边形钢板腹梁发生破坏时,顶板纯弯段区域出现了局部屈曲现象,同时腹板发生屈曲变形;经过合理设计的正八边形钢板腹梁在弯曲荷载作用下具有较好的抗弯性能。     

对钢结构加固技术规程可靠度水平的评价

基于可靠性原理，根据服役钢结构维修、加固的需要，以钢结构轴心受力构件为例推导分析了抗力统计参数的计算公式。根据建筑结构荷载标准，采用“校准法”计算了现行钢结构加固技术规程的可靠度水平。结果表明，当钢结构轴心受力构件按《钢结构检测评定及加固技术规程》加固后，其可靠指标基本上满足《建筑结构可靠度设计统一标准》的要求，说明《钢结构检测评定及加固技术规程》中规定的加固方法基本是合理的。     

考虑二次受力CFRP板加固受弯钢梁刚度研究

通过对4根CFRP板加固钢梁及1根未加固钢梁进行静力试验,研究了不同程度初始应力对加固钢梁的刚度及破坏形态的影响,并推导了二次受力下CFRP板加固钢梁挠度计算公式。然后用有限元分析软件对试验进行了模拟,并将理论计算结果、试验结果和有限元结果进行对比分析。分析结果表明,三者吻合较好,该挠度公式具有较高的精度。本文的研究成果可以为正在编制的国家规范《钢结构加固设计规范》提供理论依据。     

严寒寒冷地区装配式钢结构超低能耗建筑连接节点热桥分析

针对普通装配式钢结构建筑开展红外热成像检测试验,判断普通装配式钢结构建筑的钢梁、钢柱是否存在热桥缺陷部位。对存在热桥缺陷的钢梁、钢柱处节点进行优化设计,通过数值模拟的方法建立相应的节点模型,开展无热桥节点优化分析,对比不同保温厚度下的温度分布及热流密度情况,判定满足装配式钢结构超低能耗建筑无热桥要求的保温材料最小厚度。利用红外热成像检测方法,对装配式钢结构超低能耗建筑节点进行试验验证。经验证,优化后的装配式钢结构超低能耗建筑节点温度分布均匀,不存在严重的热桥缺陷,满足装配式钢结构超低能耗建筑节点无热桥的要求。     

H型钢梁处装配式钢筋桁架楼板纵向连接受力性能试验研究

提出一种应用于装配式钢结构的钢筋桁架楼板纵向连接方式,楼板之间采用局部湿连接,实现了工厂预制现场装配。通过对8个钢筋桁架楼板试件进行静力荷载试验,研究钢筋桁架形式、上弦钢筋连接方式和钢筋直径等参数对试件受力性能的影响,获得了试件的变形破坏模式和极限承载力,并利用GB50010—2010《混凝土结构设计规范》中正截面承载力计算式对楼板进行计算,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:钢筋桁架楼板之间及与H型钢梁整体协同工作性能优良,可保证该纵向连接从屈服到破坏有一定的强度富余,能够满足GB 50010—2010对楼板在使用阶段强度和刚度的要求。根据试验结果,针对所研究的楼板提出了在使用阶段受弯承载力简化计算方法。     

某钢结构框架结构安全性鉴定

以某熔炉厂房多层钢框架结构安全性鉴定为例,依据GB/T50344-2004《建筑结构检测技术标准》对天桥工程的结构构件进行了抽样检测,同时参照GB50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》和GB50205-2001《钢结构结构施工质量验收规范》对结构安全性进行了鉴定分析,以钢构构件安全性能检测鉴定的全过程来说明钢结构安全性鉴定的要点,以供同类工程参考。     

某钢网架静力载荷试验及数值模拟分析

某工程因装修改造,需对该工程钢结构网架下弦面增设吊顶,增加荷载。论文通过对该钢结构网架进行现场静力载荷试验及数值模拟分析,并对试验结果与模拟结果进行了对比分析,从而确定数值模拟分析的可靠性,最终确定增加吊顶荷载后网架杆件应力及节点竖向位移变化情况以及结构安全性。