开槽误差对内嵌钢板销式连接木节点承载力的影响

内嵌多块钢板销式连接是现代重型木结构节点连接方式中最为有效的一种,被越来越广泛地使用在木结构节点连接中。在实际工程中,由于制作误差,通常木构件的开槽宽度大于钢板厚度,可能对连接节点的承载力有一定影响。为了更好地了解开槽宽度对承载力的影响,基于Johansen屈服理论推导了考虑开槽误差时内嵌三块钢板承载力的计算公式,并进一步分析了开槽误差对其承载力的影响。分析结果表明,连接节点的承载力随开槽误差的增加而减小,所以在实际木工程连接节点中应尽量降低开槽误差。     

螺栓连接胶合木梁柱节点耐火极限的试验研究

通过5根螺栓连接胶合木梁柱节点耐火极限试验,研究螺栓连接胶合木梁柱节点的升温规律和耐火极限,结果表明:常温下螺栓钢填板连接节点的承载力比U形连接件连接节点高,各测点温度随着受火时间的增加而升高且停火后温度下降较慢;测点离木截面表面距离越近,温度越高;距木截面表面距离相同处,螺栓位置温度比节点区域外梁柱截面处温度高;相同类型的胶合木节点,随荷载比增加耐火极限减小;相同荷载比时,U形连接件连接节点耐火极限比螺栓钢填板连接节点稍高。     

闭口型压型钢板-混凝土组合楼板耐火设计实用方法

根据《组合楼板设计与施工规范》(CECS 273:2010)简化了闭口型组合楼板混凝土内部温度分布,编制了闭口型压型钢板-混凝土组合楼板耐火承载力有限元计算程序。基于程序计算结果进行了大量数据分析,基于混凝土受弯构件的承载力理论,回归得到了耐火极限分别为1.5h和2.0h的闭口型压型钢板组合楼板耐火承载力简化公式。运用简化公式进行了算例分析,比较了温度场分布、边界及是否考虑压型钢板作用对正弯矩区配筋量的影响,供设计人员参考使用。由于被混凝土包裹的压型钢板温度场分布研究尚不充分,故分别给出了考虑和不考虑压型钢板作用这两种情况下的正弯矩承载力简化公式。     

压型钢板组合板耐火极限的理论研究

文章在确定了压型钢板钢－混凝土组合板（以下简称组合板）构件截面温度场分布以及高温下钢材和混凝土应力－应变关系模型的基础上,提出计算压型钢板组合板耐火极限的理论模型,理论计算结果和试验结果吻合得令人满意。在此基础上,分析了荷载、组成组合板的材料强度、构件截面含钢率、截面尺寸及保护层厚度等参数对构件耐火极限的影响。     

透榫和单向直榫木节点耐火极限的试验研究

通过五个榫卯原木节点耐火极限试验,对透榫和单向直榫木节点的升温规律和耐火极限等进行了研究,主要考虑了节点类型和荷载比两个参数对其耐火极限的影响.结果 表明:常温下单向直榫节点试件的承载力比透榫节点试件的承载力高;各测点温度随着受火时间的增加而升高,且停火之后温度下降较慢;测点离木截面表面距离越近,温度越高;相同类型的榫卯节点,随着荷载比的增加耐火极限减小;相同荷载比时,单向直榫节点耐火极限比透榫节点稍高.     

闭口型压型钢板-再生混凝土组合楼板抗火性能研究

闭口型再生混凝土组合楼板兼具组合结构的优点与固废利用的特点，但高温下再生混凝土热工和力学性能与普通混凝土有明显差别，进一步造成了相应结构构件火灾下抗火性能的差异。为此，对闭口型再生混凝土组合楼板基于承载能力的耐火极限进行了试验与有限元研究，主要参数为再生粗骨料取代率、板型与荷载水平，分析挠度与不同位置处的温度发展，并建立了适用于该类楼板耐火极限简化计算方法。结果表明：受火90 min后，压型钢板与混凝土未发生分离，组合楼板保持了较好整体性；压型钢板闭口位置温度明显低于受火面底钢板，相同位置处再生混凝土组合板温度低于普通混凝土板；耐火极限受取代率的影响较小，再生混凝土组合板相对普通混凝土板耐火极限提高幅度在1.2%～9.2%,且远超过一级耐火极限90 min的要求；考虑钢板闭口部分受弯承载力贡献提出了耐火极限简化计算式，其可较好地预测组合板耐火极限。     

木-纤维轻骨料混凝土构件剪切研究

为研究木-纤维轻骨料混凝土抵抗推出剪切的能力,通过螺钉直径大小、螺钉数量、螺钉剪切面积、螺钉的纵向间距,开槽、开槽加钉等不同界面处理方式制作了45个试件进行推出试验。试验结果表明:对木材进行开槽、加钉均可在不同程度上提高木-纤维轻骨料混凝土抗剪能力;螺钉连接件在根数相同的情况下,受剪承载力随着螺钉直径的增大而增大且纵向间距对构件界面抗剪承载力影响不大;在螺钉布置形式不同的情况下,螺钉根数比螺钉剪切面积对界面抗剪承载力影响要大;开槽可以明显提高极限承载力,但与此同时延性降低,极限荷载随着槽深的增加呈先增后减的趋势,其中槽深为20㎜的性能最佳。试验结果可以为木-纤维混凝土复合结构的设计和工程上的应用提供一定的参考价值。     

高温下钢筋混凝土受力性能的试验研究

本文介绍钢筋混凝土材料及其构件和结构在高温(火灾)下受力性能的试验研究概况.给出的主要研究成果和重要现象有标准的火灾升温-时间曲线;构件截面上的温度分布;高温下混凝土和钢材(筋)的强度和变形性能的劣化规律;混凝土的温度-应力耦合本构关系;受弯构件、轴心和偏心受压构件在四面受火和三面受火情况的主要性能,包括破坏特征、极限承载力和耐火极限、变形、荷载-温度途径的影响以及各种影响因素的分析等;连续梁和框架等超静定结构的高温性能,包括破坏特征和机构、塑性铰的特点、内力重分布过程以及极限承载力和耐火极限等.     

内嵌钢板销式木连接抗火性能研究进展

在已有的内嵌钢板销式木连接相关文献及规范的基础上,总结了销式木连接在常温下及受火时的破坏模式与破坏机理以及影响内嵌钢板销式木连接耐火性能的因素;这些因素包括荷载水平、木材几何构造、紧固件数量与直径以及紧固件类型。本文还通过比较耐火极限理论计算值与试验值,对几种耐火极限计算方法进行了评述。     

长期荷载作用下SCS墙受力性能研究

根据混凝土的多轴徐变理论,基于弹塑性力学基本原理,采用比例加载方式研究了长期荷载作用对钢板混凝土(SCS)墙平面内极限承载力、钢板屈服时承载力(屈服承载力)和应力-应变关系的影响。在此基础上,分析了加载比例、截面配钢率等因素对长期荷载作用下SCS组合墙力学性能的影响规律。对比结果表明,长期荷载作用对SCS墙的极限承载力影响程度较小,对屈服承载力影响较大;在双轴受压和双轴拉压的受力状态下SCS构件屈服承载力显著降低,单元割线刚度减小;双轴受拉情况下SCS构件承载力几乎不变,割线刚度提高。     

高温下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能

火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升,从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能,考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响,提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证,结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析,研究表明:随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高,构件的承载力逐渐增加,而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响,发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小,随着构件尺寸的增加而增大。     

正交胶合木-混凝土组合楼板单面受火耐火极限试验研究

为研究正交胶合木-混凝土组合楼板的耐火极限，设计并制作了4个正交胶合木-混凝土组合楼板试件和2个正交胶合木楼板对比试件，分别进行常温下受弯加载试验、持荷耐火极限试验和数值模拟。结果表明：常温下正交胶合木楼板的破坏模式主要包括底部规格材的顺纹受拉断裂破坏、上下两层规格材之间横纹劈裂破坏和中部规格材的滚剪破坏；常温下正交胶合木-混凝土组合楼板的破坏模式包括现浇混凝土层与正交胶合木板的界面发生剪切破坏和底部规格材顺纹受拉断裂破坏；常温下正交胶合木-混凝土组合楼板的初始刚度和受弯承载力比正交胶合木楼板的分别提高了237.8%和60.1%。受火后，正交胶合木板底发生了明显炭化，正交胶合木-混凝土组合楼板发生了明显的受弯变形。在荷载比相同的条件下，正交胶合木-混凝土组合楼板的耐火极限比正交胶合木楼板的提高了335.3%;随着荷载比由0.20增加至0.50时，试件耐火极限由74.1 min降低至30.6 min。正交胶合木-混凝土组合楼板耐火极限的数值模拟精度误差在14.1%以内，满足工程精度要求。     

桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能试验研究

为研究轴压比以及配钢率对桁架式钢骨混凝土框架节点受剪性能的影响，制作了5个核心区剪切破坏的桁架式钢骨混凝土框架中节点，研究不同轴压比和用钢量对节点极限承载力、抗震性能及破坏形态的影响。基于有限元软件ABAQUS,对5个桁架式钢骨混凝土框架节点模型开展了力学性能分析。结果表明：所有构件的破坏形态全部为核心区剪切破坏；提高轴压比对于构件的极限承载力有积极作用，但会使其耗能能力和延性降低；节点核心区配置交叉斜腹杆角钢可提高构件的极限承载能力以及抗震性能；通过分析参数可得，提高轴压比以及混凝土抗压强度、增加核心区交叉斜腹杆的尺寸并且提高其屈服强度都会提高节点的极限承载力；推导了桁架式钢骨混凝土框架节点的抗剪承载力计算公式，经验证计算值与实测值和模拟值相近，可为工程设计提供理论参考。     

方形钢管混凝土叠合柱三面受火下力学性能分析

利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能,并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明,方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态,荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析,提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式,为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。     

方钢管-板连接节点在轴拉作用下的剪切滞后效应分析

通过对方钢管-板连接节点在轴心受拉作用下的受力性能进行分析,得出方钢管与板连接段存在剪切滞后现象,设计时应充分重视。得出影响该连接节点承载力的因素为方钢管与板的连接长度,在相同管径的情况下,开槽长度的增加可以提高构件的承载力,减小剪切滞后效应对承载力的影响。并按应力流的形式对该连接节点的应力分布进行说明,给出该种连接形式的剪切滞后影响系数建议值。     

钢-混凝土组合结构界面受力行为初探

钢-混凝土组合结构构件具有承载力高、塑性韧性好、防腐、耐火及防火性能好等诸多优点得到广泛应用。文章对钢-混凝土组合结构采用栓钉剪力连接件和开孔钢板PBL剪力连接件展开试验研究,对混凝土滑移量和应变进行监测分析。试验结果表明:采用栓钉剪力连接件的钢-混凝土组合结构极限承载力明显低于开孔钢板PBL剪力连接件下的钢-混凝土组合结构,前者破坏形态呈脆性破坏,后者延性效果优于前者,且界面受力行为体现在混凝土板裂缝形态上,充分发挥了界面粘结应力强度以及混凝土的抗压性能。     

开口型压型钢板-混凝土组合楼板抗弯承载力试验研究

通过4组不同跨度的开口型压型钢板-混凝土组合楼板的静力试验,研究了组合楼板的裂缝分布、破坏特征和滑移等情况。试验结果表明,开口型压型钢板-混凝土组合楼板破坏以纵向水平剪切黏结破坏形态为主。破坏时压型钢板与混凝土产生纵向剪切裂缝,端部发生相对滑移;设置栓钉和增加楼板的厚度可以提高其抗弯承载力,同时栓钉可以有效减少端部相对滑移;对于大跨度开口型压型钢板-混凝土组合楼板应适当配纵向受拉钢筋以提高其抗弯性能。采用全塑性理论计算的极限抗弯承载力大于试验结果,表明开口型压型钢板-混凝土组合楼板的极限承载力由水平纵向抗剪承载力控制。按极限抗弯承载力设计的开口型组合楼板偏于不安全。     

正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点抗火性能研究

为研究火灾下正交胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点单剪受力性能,设计并制作了9组共27个胶合木-混凝土组合楼板凹槽连接节点试件,分别进行常温下和火灾下加载试验和数值模拟分析。试验结果表明,常温下螺钉的钻入角度对试件典型破坏模式具有重要影响。受火90min及以内各试件组的破坏模式均为凹槽附近混凝土截面的脆性剪切破坏;受火接近120min的试件破坏模式为凹槽附近木材损伤十分严重(炭化和脱落)和凹槽下方木材的顺纹受压屈服,同时自攻螺钉附近部分混凝土被压碎。随着受火时间的逐渐增加,多数试件组的抗剪承载力逐渐降低,最大降低幅度为28.1%。荷载比对试件耐火极限具有重要影响：随着荷载比的不断增加,试件耐火极限最大降幅为50.7%。除试件组SFL3和SFL4外,有限元模型的计算结果与试验结果较为接近,预测误差在15%以内,满足工程精度要求。     

莺脰湖内湖小茶室钢-木组合结构设计

莺脰湖内湖小茶室主体为单层建筑,屋脊高度6.6m,檐口高度5.05m,采用钢-木组合结构体系,内围由10根悬臂钢柱构成结构抗侧力系统,外围40根胶合木柱为重力柱,屋面水平构件均采用胶合木梁。钢-木组合结构设计不同于钢结构或木结构,参考欧洲标准BS EN 1998-1∶2004的结构性能系数确定了本结构的地震作用计算参数,同时对钢构件与木构件的连接节点转动刚度进行了计算分析,采用MIDAS Gen软件对结构的整体指标进行了计算,结合《胶合木结构技术规范》(GB/T 50708—2012)和《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),对胶合木构件按非火灾与火灾两种承载力极限状态及对抗侧力钢柱按非火灾承载力极限状态分别进行了设计,分析结果表明结构安全可靠。本文的计算设计方法可供类似钢-木组合结构参考。     

薄壁型钢-混凝土梁柱节点抗火性能数值分析

使用ANSYS分析软件建立了薄壁型钢-混凝土梁柱组合节点在ISO-834火灾升温曲线下的有限元理论分析模型,对薄壁型钢-混凝土梁柱节点弯矩-时间曲线和节点耐火时间进行参数化分析。研究结果表明,荷载水平的大小对组合节点的耐火极限具有很大影响;然而当荷载水平保持不变时,防火保护层厚度则是另一个对梁柱组合节点的耐火极限有显著影响的重要因素,而其它参数如材料特性、构件几何尺寸等对梁柱组合节点耐火极限影响很小。