压型钢板组合梁栓钉连接实验研究

研究压型钢板组合楼板中，栓钉连接件在纵向剪力作用下的破坏机理；锚固破坏和剪压破坏的发生条件；确定压型钢板对砼助的影响宽度；明确抗剪能力的影响因素；推导出连接件承载能力和变形的计算公式．     

混合连续梁桥主梁钢—混结合段受力性能分析

混合连续梁桥主梁钢—混结合段构造繁琐且受力复杂,是混合连续梁桥设计成败的关键。文章以某混合连续梁桥主梁钢—混结合段为研究对象,采用有限元软件Midas/Civil和ANSYS建立模型,对其进行局部应力分析,并数值模拟分析了PBL剪力键(开孔板连接件)和剪力钉受力状况,研究了承压板厚度变化对结合段构件受力性能的影响。结果表明:钢—混结合段的钢箱梁和混凝土箱梁应力、剪力钉及PBL剪力键最大剪力均符合规范要求;承压板厚度的增加能有效降低结合段钢构件的应力水平,缓解结合段连接处的局部应力集中现象。     

双钢板混凝土墙体构件抗震性能试验研究

为了研究双钢板混凝土墙体构件的抗震性能,基于2组6个双钢板混凝土墙体构件的拟静力试验,开展了墙体构件在低周往复荷载作用下的破坏模式和破坏特征分析,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力.第1组试验结果表明:栓钉间距是影响钢板和混凝土整体受力、防止钢板局部屈曲的关键因素;设置加劲肋,可以提高墙体整体刚度、承载能力和延性,但对延缓墙体裂缝出现影响不大.第2组试验结果表明:试件弹性阶段,3个试件的刚度变化基本一致,而且刚度较大,弹塑性阶段时,基础梁出现了裂缝,提前破坏,说明钢板混凝土结构与钢筋混凝土结构的交接处容易出现破坏.     

钢-砼组合箱梁结构的天桥接长有限元分析

钢-砼组合箱梁结构是一种新型钢．砼组合结构,在桥梁加固改造技术中具有一定优势．基于某跨线人行天桥接长实例,设计了以栓钉为剪力连接件的带钢板．砼组合桥面板的组合箱梁结构的天桥接长方案,并对其进行了有限元分析．计算结果表明,带钢板-砼组合桥面板的组合箱梁方案是一种简便有效的天桥接长加固方法,能提高结构的刚度,满足各项要求．     

双钢板-混凝土剪力墙轴心受压性能试验研究

双钢板-混凝土剪力墙是由钢板和混凝土通过抗剪连接件连接组成的新型竖向组合构件和抗侧力构件,其作为一种新型结构具有结构强度高、抗震性能好、施工方便快捷等特点。但对于这种新型结构,设计应用多以具体工程具体研究的方式进行,缺少专用的规范标准。为研究双钢板-混凝土剪力墙的轴向受力性能,完成了4片双钢板-混凝土剪力墙的轴心受压试验,分析了剪力墙在轴心荷载作用下的受力性能和破坏形态,探讨了不同距厚比和对拉螺栓数量对钢板局部屈曲、破坏形态以及承载能力的影响规律。试验结果表明,距厚比对墙体的局部屈曲、破坏形态有较大的影响,但对刚度和承载力影响并不十分显著。     

钢-UHPC组合结构新型剪力件的抗剪性能

为了解决钢-UHPC组合桥面板因UHPC层较薄导致剪力件高度受限、施工难度大、抗剪强度和刚度不足等问题,提出弧形钢筋、栓钉+弧形钢筋2种新型剪力连接方式. 考虑剪力件直径的影响,设计7组共14个推出试件,通过与栓钉剪力件对比分析,研究剪力件的抗剪性能及承载力. 结果表明：3种剪力件的破坏形态及破坏机理、荷载?滑移曲线变化规律区别明显. 弧形钢筋剪力件的延性和刚度均优于另外2种剪力件,且与直径呈线性关系. 基于线性回归分析,给出考虑栓钉周围楔形块对栓钉剪力件抗剪贡献的承载力计算公式、考虑弧形钢筋和其内部UHPC共同抗剪的承载力计算经验公式,计算结果与试验值较吻合.     

循环荷载下单面外包混凝土剪力墙栓钉剪力需求

钢板外包混凝土组合剪力墙（C-PSW/CE）由钢板和外包在钢板两侧或一侧的混凝土板组成,两者通过栓钉形成整体,栓钉可协调两者在平面内外的变形,针对C-PSW/CE栓钉剪力需求的研究较少。利用有限元模拟结果,分析了2%层间侧移内强度劣化低于15%的钢板单面外包混凝土C-PSW/CE各组件在循环荷载下的响应。分析了钢板厚度、混凝土板厚度、栓钉间距、栓钉直径及墙板高宽比对栓钉剪力的影响。在钢板弹性阶段,单个栓钉的最大剪力受栓钉间距、混凝土板厚的影响较小;当栓钉间距不变时,随着栓钉直径或钢板厚度的增大,栓钉最大剪力增大;单个栓钉最大剪力与墙板高宽比关联较大。根据36个算例的有限元模拟结果,提出了强震下钢板单面外包混凝土C-PSW/CE栓钉剪力需求预估公式。     

植筋钢筋混凝土锚固构件抗震性能试验研究

为了研究植筋钢筋混凝土锚固构件的抗震特性,对5个构件进行了低周反复加载试验,其中1个整体浇注构件,4个植筋构件,钢筋直径分别为20和25 mm的植筋构件在不同锚固深度(15D和20D)下各1个.试验研究了植入钢筋深度及钢筋直径变化对节点抗震性能的影响.结果表明:随着锚固深度的增加,植筋构件的极限承载能力、延性及耗能能力均有所提高;当钢筋直径增加后,为避免脆性破坏,应适当增加锚固深度.本试验模拟实际工程中植筋的工艺流程及环境,选用了常用植筋直径,试验结果将为混凝土结构植筋加固设计提供依据.     

粘贴钢板加固裂损木梁受力性能试验研究

纵向干缩裂缝是既有木梁中常见裂缝,对木梁受力性能影响较大.本文在综合比较多种加固方法后,拟采用粘贴钢板方法对严重裂损木梁进行补强加固.结合3个采用不同厚度钢板加固裂损木梁试件和1个未加固对比试件的试验研究,对粘贴钢板加固裂损木梁的传力机理和破坏形态进行了分析.试验研究结果表明,采用粘贴钢板加固技术能有效阻止既有纵向裂缝开展、有效提高裂损木梁承载能力和刚度,适合于裂损严重且不易更换的既有裂损木梁的补强加固.进一步结合试验结果,初步建立了粘贴钢板加固裂损木梁的承载能力计算方法.     

预制钢筋混凝土梁受压区侧面粘钢对短期刚度的影响

对12根预制钢筋混凝土梁压区粘贴钢板加固后的受力特性进行了试验研究,通过分析受压区粘钢对预制钢筋混凝土梁在正常使用极限状态下短期刚度和挠度的影响,并结合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)给出的粘贴钢板加固受弯构件正截面计算承载力计算方法,本文提出了压区粘钢加固钢筋混凝土梁短期刚度的计算方法,供工程实践参考.理论计算与试验结果对比表明,所提出的计算方法具有较高精度.     

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.     

钢板型钢-混凝土组合板受力性能分析

港口码头钢筋混凝土构筑物抢修要求施工方便、快速，避免使用大型施工机械，应急使用完成后只需进行简单加固处理即可作为永久性构筑物长期使用，对此提出了一种新型钢混凝土组合结构，即钢板型钢一混凝土组合板，为明确其受力性能，在进行6个大尺寸钢板型钢-混凝土组合板试件试验的基础上，利用数值积分的方法对钢板型钢-混凝土组合板的变形及承载力进行了计算，同时对数值解和试验结果进行了比较，验证了该结构形式的可行性与可靠性，所采用的计算方法可以对钢板型钢-混凝土组合板进行进一步的分析研究。     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

端部带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构抗震性能试验研究

“柱铰”是造成结构垮塌的主要因素。采取必要的结构构造措施在不增大结构刚度的基础上避免“柱铰”的形成是一个亟待思考与解决的课题。为提高钢管混凝土组合框架结构在地震荷载作用下的抗震性能,提出了一种柱端带拉筋方钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架结构体系。通过对普通及端部带拉筋方钢管混凝土组合平面框架结构进行水平低周反复荷载试验,研究了柱端拉筋与梁柱抗弯承载力比对组合框架结构滞回性能、变形能力和破坏模式的影响。研究结果表明：两类组合框架结构均具有较好的抗震性能和耗能能力;试件的破坏模式主要有钢管局部屈曲、混凝土板开裂和钢管撕裂等;端部带拉筋方钢管混凝土组合框架结构的承载力与耗能能力优于普通方钢管混凝土组合框架结构;柱端拉筋能延缓结构塑性铰的出现,提高结构抗震耗能性。研究成果可为钢-混组合结构体系在抗震设防高烈度地区和城市人口密集区域的推广应用提供参考。     

钢-混凝土组合结构构件工作性能的研究进展

钢-混凝土组合结构构件具有承载力高、塑性韧性好、抗火性能优于钢结构等诸多优点.为了研究其构件的力学性能和工作机理,对钢管混凝土构件、型钢-钢管混凝土构件、钢管混凝土叠合构件、中空夹层钢管混凝土构件工作性能的研究现状进行了总结,对钢-混凝土组合结构构件的研究方向进行了展望.     

装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖受力性能研究

为研究装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖的受力性能,对其理论计算公式进行了推导,并利用ABAQUS有限元分析软件建立了四边简支承装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖的有限元模型,探讨各影响因素对该组合楼盖抗弯承载力的影响程度。分析结果表明:钢板厚度和钢材强度等级的改变对组合楼盖抗弯承载力的影响十分明显,而上层浇筑混凝土板厚度的增加、混凝土强度等级的提高,及连接上层混凝土板与下部钢结构的栓钉间距的减小,对组合楼盖抗弯承载力有一定的影响。理论计算方法验证结果表明,将组合楼盖截面的整体弯矩按上、下肋构件截面的刚度进行分配,再分别按组合构件和拉弯构件进行设计计算的方法是可行的。     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

钢-混凝土组合巨型框架柱抗震研究进展

为促进钢-混凝土组合柱在超高层巨型框架结构中应用,在简要介绍采用钢-混凝土组合巨型柱的巨型框架结构基础上,从型钢混凝土巨型柱和钢管混凝土巨型柱两个方面综述了钢-混凝土组合巨型柱抗震关键技术研究及应用,指出了该类钢-混凝土组合巨型柱若干有待深化研究的技术问题.分析表明:巨型框架结构是一种受力性能优越的高效抗震体系,中国已建成和在建的标志性超高层建筑大多采用了钢-混凝土组合巨型柱框架结构,相关研究主要集中在弹塑性有限元分析和模拟地震振动台方面;复杂截面钢-混凝土组合巨型柱,经合理设计后具有较好的抗震性能,具有普适性的受力性能理论计算方法及合理抗震构造是亟待深化研究的关键技术问题.     

型钢高强混凝土短柱承载力非线性分析

为了研究型钢高强混凝土短柱的性能,对具有不同型钢截面尺寸、混凝土强度等级和配箍率的型钢高强混凝土短柱进行了非线性分析.考虑矩形箍筋和型钢翼缘对核心区混凝土的约束作用,将截面划分为非限制性混凝土、半限制性混凝土、限制性混凝土、钢筋和钢骨5部分,分别采用不同的应力应变曲线.程序计算结果与试验结果吻合良好.     

CFRP加固钢梁的有限元分析

工程结构中的受弯钢梁由于腐蚀或疲劳损伤需要进行加固和修复.与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有很大的优势和应用前景,如不会导致严重的应力集中、不会产生残余应力、施工方便、维护费用低等.但是目前仅对CFRP加固钢梁和组合梁进行了部分试验研究,缺乏相关的有限元分析.对CFRP加固钢梁和组合梁有限元分析的几个关键问题进行了论述,并采用笔者提出的“三维实体-弹簧-壳元”有限元模型对钢梁和组合梁粘贴CFRP加固前、后的性能进行了分析.分析结果表明,损伤钢梁和组合梁粘贴CFRP布和CFRP板加固后其性能恢复非常显著,而且粘贴CFRP板的加固效果更加明显.