开孔梁与下承式楼板组合结构的理论分析和设计应用

结合多层及小高层框撑体系钢结构住宅示范楼的设计,对钢结构住宅梁板体系优化过程中,开孔工字梁(或开孔粱)与下承式楼板的理论分析和设计应用问题进行研究.主要采用有限元分析的方法,对现浇楼板与开孔梁的组合楼盖进行有限元分析,对梁板共同工作的可行性和节点处的连接情况进行研究.分析结果表明:开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中广泛应用.     

开孔梁与下承式楼板组合结构的理论分析和设计应用

结合多层及小高层框撑体系钢结构住宅示范楼的设计,对钢结构住宅梁板体系优化过程中,开孔工字梁(或开孔梁)与下承式楼板的理论分析和设计应用问题进行研究。主要采用有限元分析的方法,对现浇楼板与开孔梁的组合楼盖进行有限元分析,对梁板共同工作的可行性和节点处的连接情况进行研究。分析结果表明:开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中广泛应用。     

钢结构住宅中下承式开孔梁受力性能的初步分析

钢结构住宅中下承式开孔梁的研究一直是一个重要的课题。本文主要分析了开孔梁与实腹式钢梁的受力性能,进行了开孔梁上荷载作用的位置的有限元分析的研究。分析结果表明：开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好,适于在钢结构住宅体系中广泛应用。     

钢结构住宅下承式开孔梁受力性能的初步分析

钢结构住宅中下承式开孔粱的研究一直是一个重要的课题。本文主要分析了开孔梁与实腹式钢梁的受力性能，进行了开孔梁上荷载作用的位置的有限元分析的研究，分析结果表明：开孔梁与下承式楼板的组合结构整体性能良好，适于在钢结构住宅体系中广泛应用。     

钢-混凝土组合扁梁楼盖承载性能有限元分析

钢 混凝土组合扁梁楼盖的采用可以降低结构层高,改善钢结构的防火性能,形成无柱大空间与“无梁楼盖”的建筑效果;组合扁梁楼盖具有良好的力学性能,在多高层结构中,既能做框架梁受力,又能承载楼面的作用荷载;同时深肋压型钢板的采用可以降低楼板自重同时可作为永久模板使用,大大提高施工速度,带来很好的经济效益,在多高层钢结构建筑中有广阔的应用前景。论文采用有限元软件ANSYS建立钢－混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体模型。对组合扁梁楼盖在竖向荷载作用下的承载性能、变形特点以及楼板自振频率进行了分析,同时对组合扁梁的有效宽度及肋部混凝土的影响进行了计算分析。分析结果表明：钢－混凝土组合扁梁楼盖具有良好的承载性能并能较好地满足正常使用的要求;肋部混凝土及配筋对楼盖的承载力有较大的影响;楼盖主梁的有效宽度分析应建立在整体模型和试验的基础之上。     

钢-混凝土组合扁梁受弯性能理论分析与试验

钢-混凝土组合扁梁楼盖以其楼盖结构高度小、防火性能好、下表面平整观感好、便于管线铺设以及在经济跨度范围内梁高更小的优势,在国外(特别是英国和北欧地区)得到了较广泛的应用。实际工程中,钢-混凝土组合扁梁楼盖应用较多的是SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板,用于住宅建筑时,存在以下不足:1)钢梁下翼缘外露,需要进行防腐防火保护;2)深肋压型钢板组合扁梁下翼缘不平整需做吊顶,增加了成本和结构高度;3)SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板均为单向板,导致楼盖厚度较大,且楼盖高度难以进一步降低等,制约了钢-混凝土组合扁梁楼盖在实际工程中的应用。为此,提出了预制叠合密肋楼板和预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖的概念,预制叠合密肋楼板由预制带肋底板和现浇层组成,可实现双向传力。由于该新型预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖区别于传统的SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合扁梁楼盖,为研究该新型组合扁梁楼盖预制叠合密肋楼板与钢梁协同工作性能及其设计方法,结合某高层钢结构住宅示范工程的设计,对该新型钢-混凝土组合扁梁的受弯性能进行了理论分析与试验研究。设计制作了2个预制叠合密肋楼板组合扁梁试验试件,主要变化参数为钢梁腹板开孔形式和剪力键设置方式。钢梁采用焊接不等翼缘钢梁,楼板采用预制叠合密肋楼板,预制板均不出筋。钢材牌号为Q345B,楼板混凝土强度等级为C35,钢筋为HRB400级。试件计算长度为3 800 mm,几何长度为4 000 mm。通过试验研究该新型钢-混凝土组合扁梁的承载能力、延性、变形性能、裂缝开展、应力及应变发展情况等。在试验研究的基础上,提出了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算简化假定,并基于破坏强度理论推导了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算公式。通过理论分析和试验研究得到以下结论:1)预制叠合密肋楼板组合扁梁具有优良的承载能力和延性性能。试件挠跨比达到1/32时,试件承载力仍未有明显下降,试件呈延性破坏特征。2)在钢梁下翼缘边缘和受拉钢筋屈服时,试件达到屈服承载力;在钢梁全截面屈服、受拉和受压钢筋屈服、受压区混凝土压溃时,试件达到极限承载力。在峰值荷载之前,混凝土和钢梁截面应变分布近似呈线性分布,可以采用平截面假定。3)基于破坏强度理论提出的预制叠合密肋楼板组合扁梁的抗弯承载力计算公式,与试验结果吻合良好,且偏于安全。     

钢结构梁腹板开圆孔组合节点性能数值分析

受到外力影响(地震灾害)的时候,钢结构梁柱节点比较容易产生脆性破坏。梁腹板开圆孔节点就是针对这种情况提出安的新的结构形式。钢结构梁腹板开圆孔的时候,开孔的大小、位置都会对结构的受力性能产生影响,设计的时候要考虑狂街结构的整体抗震性能来做到延性、承载力和刚度的相互协调。通过对混凝土楼板组合效应的研究,可以利用软件建立组合节点的有限元模型,对钢结构梁腹板的尺寸、相关参数的变化情况进行有效的探讨,确定梁腹板开孔的方式和尺寸。本文就组合效应对钢结构梁腹板开圆孔的影响进行简要的分析和探讨。     

多层冷弯薄壁型钢结构住宅水平荷载分配关系研究

为了确定水平荷载在多层冷弯薄壁型钢结构住宅中的分配关系,基于冷弯薄壁型钢组合墙体和组合楼盖的试验研究成果,将组合墙体计算模型中上导轨简化为桁架单元,墙架柱简化为梁单元,覆面板等效为非线性对角弹簧,将组合楼盖计算模型中楼盖梁简化为桁架单元,面内剪切刚度由非线性对角弹簧的刚度确定,以达到合理简化组合墙体和组合楼盖计算模型的目的。采用ABAQUS有限元软件建立4层双跨冷弯薄壁型钢结构住宅模型,模拟分析水平荷载通过冷弯薄壁型钢组合楼盖传递至冷弯薄壁型钢组合墙体的分配关系,并通过6层足尺冷弯薄壁型钢结构房屋振动台试验,验证楼盖刚性和水平荷载分配关系的判定方法。研究表明：组合墙体和组合楼盖简化计算模型能较好地模拟冷弯薄壁型钢墙体和楼盖全过程的受力性能,与试验结果的误差小于20%,模型可用于简化分析组合墙体的受剪性能以及组合楼盖的面内受力性能;多层冷弯薄壁型钢结构住宅中采用的压型钢板上覆不同材料的组合楼盖型式均为刚性楼盖,水平荷载按剪力墙等效刚度的比例分配。     

组合扁梁楼盖水平荷载作用下承载性能分析

为了研究组合扁梁楼盖在水平荷载作用下的承载性能和有效宽度,采用有限元分析软件建立了钢—混凝土组合扁梁整体楼盖三维实体有限元模型,并进行了相应的计算分析.计算结果表明:钢—混凝土组合扁梁楼盖具有较大的水平刚度和较好的空间作用,组合扁梁楼盖在水平荷载情况下有效宽度较竖向荷载作用时小.建议进行组合扁梁整体楼盖试验,进一步研究其有效宽度取值.     

钢-混凝土组合梁楼盖体系有限元建模设计方法

结合钢-混凝土组合梁楼盖体系设计实例,选用MIDAS/Gen软件,分别针对施工阶段与使用阶段,建立了梁格模型、采用换算钢梁截面、虚拟楼板的梁板混合模型以及采用真实组合截面的梁板混合模型,并采用有限元软件进行了分析计算,应用有限元设计方法完成了该组合梁楼盖体系设计,并得出如下结论:1)梁格模型可以精确模拟施工阶段楼盖体系受力特征;2)采用换算钢梁截面、虚拟楼板的梁板混合模型可以准确得到使用阶段组合梁楼盖体系中各组合梁的内力分布情况;3)采用真实组合截面的梁板混合模型可以精确得到组合梁楼盖体系整体变形与自振特性;4)有限元建模设计方法为钢-混凝土组合梁楼盖体系设计提供了一种高效、精确、实用的途径。     

自承式外挂石材轻钢复合外墙板的研发与应用

钢结构是工业化住宅体系中的一种主要结构体系,自承式外挂石材轻钢复合外墙板是应低(多)层钢结构工业化住宅高端市场需求,在原工业化集成围护结构体系基础上开发的升级产品。从构造设计、研究试验、工程应用等方面对该产品的特点、性能和适用范围进行介绍,探索该产品在低(多)层钢结构工业化住宅市场中推广应用的优势,并提出措施和建议。     

拱桥钢箱－混凝土组合受弯构件试验研究

提出了一种新型钢砼组合结构——钢箱砼组合受弯构件,该构件由钢箱梁,钢筋混凝土梁及PBH剪力连接件组合。通过对该构件的纯弯试验,研究了该构件的变形及受力性能。试验结果表明,钢箱和混凝土可以充分发挥自身的材料强度,同时避免混凝土开裂和钢材过早局部失稳等问题,是一种较理想的钢砼组合结构受弯构件形式;构件中的PBH剪力键可以很好的协调钢箱和混凝土间的变形。同时对该构件进行结构分析,分析结果与试验结果吻合良好,用同等方法进行了多种影响参数分析,得到各主要构件参数对构件受力过程的影响。该组合构件在主拱中应用时具有良好的工作性能和安全快捷的施工性能。     

组合空腹板板柱结构设计与研究

组合空腹板是一种新型组合结构。本文详细介绍了该类结构的构造与特点,结合一钢管混凝土柱点支承组合空腹板板柱结构的工程设计,分析讨论了该类结构的变形及内力分布规律、板柱节点构造等。结果表明,该类结构具有刚度大、截面高度小、用钢量少、施工方便等特点。组合空腹板有推广应用价值。     

钢-混凝土组合结构住宅建筑体系技术经济分析

采用静态与动态的技术经济分析方法,从建筑体系、建筑层数、钢材用量、建筑使用面积等与造价的关系入手,对钢—混凝土组合结构住宅建筑体系的经济性进行了全面分析。研究表明,这种建筑体系在多高层结构中具有较高的性价比,适合在住宅产业中推广与应用。     

钢混组合梁桥的新技术

钢板具有高的抗拉强度,但是相对于由压应力引起的屈曲来说相对脆弱.然而,当钢板与混凝土结合,屈曲增加的抵抗力和重型加劲肋的阻力是没有必要的,这样使钢桥对混凝土桥更具有经济效益和竞争力.钢混组合的新型结构形式已经在日本几个实际的桥梁中积极提出和发展了.利用钢管混凝土梁桥的新思路设计的钢-混凝土复合材料,也被分析和证明是经济可行的.     

圆CFRP-钢管混凝土构件扭转试验研究构想

CFRP-圆钢管混凝土结构作为新生的复合结构形式，在工程中有着广泛的潜在应用空间。本文介绍了CFRP-圆钢管混凝土的特点和研究其扭转性能的必要性。分析并提出了CFRP-圆钢管混凝土构件扭转研究的试验参数、试验装置及步骤，为CFRP-圆钢管混凝土构件扭转试验做了充分准备。     

新型压型钢板混凝土组合板防火性能试验研究

压型钢板混凝土组合板以其优越的力学性能、施工方便、经济效果好等诸多优点,广泛运用于建筑的楼盖结构中。本文以来实建筑系统(广州)有限公司生产的BONDEK II型压型钢板为例进行足尺模型防火性能试验,研究其在火灾状态下的力学性能、破坏形态以及耐火极限等性能,为其推广应用提供试验依据。     

钢与混凝土组合结构的多种结构形式及其性能特点

组合结构的使用已经广泛,其中钢与混凝土的组合结构是最为常见的结构形式,而且相当成熟,已经自成独立的结构体系。在我国,组合结构仍属新的结构形式,随着大量建筑物的兴建,组合结构作为新兴结构得到越来越广泛的采用,应用前景越来越好。所以,对钢与混凝土组合结构的结构形式及性能特点有一定的了解是很有必要的。本文就这些方面对不同的组合结构形式展开介绍。     

SMW工法中型钢-水泥土共同作用的研究

SMW工法是从日本引进的新型基坑支护施工技术,近年来在国内很多地区得到应用。作者以小规格的型钢-水泥土组合梁模型模拟SMW挡土墙,进行了组合梁抗弯模型试验。凭借试验结果详细分析了组合梁的承载力、组合刚度,推导了组合梁的刚度计算公式。作者对组合梁抗弯模型进行了有限元计算,计算分析值与实测结果的吻合程度较好。