螺锁式预应力混凝土方桩连接接头受剪性能研究

为了提高混凝土预制桩现场拼接的施工质量和施工效率,研发了一种新型预应力混凝土方桩的螺锁式机械连接接头.螺锁式机械连接件的拉伸试验验证了该连接件具有良好的抗拉性能.对两种类型共6根预应力混凝土方桩连接接头试件开展足尺受剪性能试验,研究了其受剪承载力、裂缝开展以及破坏形式.试验结果表明:预应力混凝土方桩连接接头试件的极限受剪承载力试验值均远大于桩身的受剪承载力计算值;加载过程中试件的纯弯段竖向裂缝先于弯剪段斜裂缝出现,最终试件破坏形式分为桩身正截面受弯破坏和接头斜截面受剪破坏.     

预应力绕丝加固RC梁抗剪性能试验研究

本文提出了1种新型钢丝绳加固RC梁的预应力施加及锚固方式。设计了4组RC梁抗剪性能试验,研究不同的预应力水平对加固梁抗剪性能的影响。试验在5000kN液压伺服长柱试验机上进行。分析了试件破坏形态、荷载-挠度关系曲线、箍筋应变等试验结果。研究结果表明:这种加固方式可有效实现对钢丝绳的锚固和预应力的施加;预应力绕丝加固RC梁可延缓受剪区斜裂缝的发展,改善加固梁的变形性能;加固梁的受剪承载力随着预应力水平的提高而提高,但预应力水平不宜过大,预应力太大会改变梁的破坏形态,发生弯曲破坏。     

大轴力桩基托换梁-柱接头模型试验

深圳地铁百货广场桩基托换工程 ,采用“梁抱柱”托换方案 ,由于托换柱轴力大、梁 -柱结合周长小、接合处承受剪力大、接头处于斜交状态 ,接头受力复杂 ,因此接头强度是托换成败的关键。本文对接头选型进行了一系列试验研究。对一般凿毛、锚筋、企口、预应力、企口 +锚筋 +预应力五种不同接头形式进行的 1∶4模型试验表明 :一般凿毛涂刷截面剂接头不能满足接头抗剪承载力的要求 ;加锚筋可以提高承载力约 5 0 % ;企口接头可以提高承载力 80 %以上 ;施加预应力可以有效地防止梁体裂缝 ,但如果单纯施加预应力 ,会导致柱 -梁斜交面产生剪切破坏 ,反而降低接头抗剪承载力 ;采用企口 +锚筋再施加预应力的接头 ,各项承载力可以迭加 ,初始滑移荷载和极限承载力均最大 ,分别达 2 84倍和 3 3 8倍托换荷载。进一步的 1∶2接头模型试验结果表明 ,企口 +锚筋 +预应力接头初始滑移安全系数大于 1 8,与 1∶4试验结果吻合。为检验实际托换过程接头性状 ,仍采用企口 +锚筋 +预应力形式进行了 1∶4整体模型试验 ,其结果表明 :在实际托换过程中接头不会出现初始滑移 ,故采用企口 +锚筋 +预应力的斜交构造是可行的 ,可以保证托换过程和使用过程中梁 -柱接头强度的安全性。     

某小区预应力拉锚施工技术

主要介绍深基坑预应力拉锚在砂土、粉砂土层中的质量控制,在施工过程中遇到的困难与试验结果未能成功的原因总结,同时介绍钢管斜撑支护补救施工方案。     

排桩加斜抛撑支护体系在深基坑中的应用

深基坑中的排桩加斜抛撑支护体系应用还需要继续创新才能够满足应用需求,本文研究分析了深基坑创新的必要性,然后研究工程创新的方法,最后对如何创造良好的创新环境进行了研究,帮助企业提升排桩加斜抛撑支护体系应用水平。研究了如何利用现代化的理念开展深基坑的施工排桩加斜抛撑支护技术应用,首先分析了施工排桩加斜抛撑支护技术应用工作的重要性,然后研究目前存在的问题,最后对如何提高排桩加斜抛撑支护技术应用水平进行分析,在靠近既有地下室地段的大面积深基坑支护工程中,锚索在施工空间上受到限制,而斜抛撑结构布置灵活,可局部应用于基坑支护体系。相对于整体内支撑结构,方便土方开挖,可以缩短工期、减少造价,具有明显的经济效益。     

弦支穹顶结构滚动索撑节点力学性能研究（英文）

弦支穹顶结构在预应力施工过程中环索和索撑节点之间的摩擦力会产生可观的预应力损失,并且会导致施工完成后弦支穹顶结构的预应力分布显著偏离设计状态,从而明显削弱弦支穹顶结构的性能.本文提出了一种可用于弦支穹顶结构的滚动式索撑节点,并通过试验和有限元分析研究了这种新型索撑节点的预应力损失和力学性能.根据试验数据,对比传统的索撑节点发现,新型的索撑节点可以减少预应力损失从21.65%到10.85%.除此之外,试验结果和有限元分析结果均表明新型索撑节点的力学性能安全合理.因此,在弦支穹顶结构未来的设计中可以推广这种滚动式索撑节点.     

预应力技术在建筑结构加固中的应用

本文对预应力技术在加固设计和施工方面的应用做了进一步探讨。在加固设计时 ,可以通过施加预应力改变结构的内力 ,提高构件的承载力 ,在加固施工时 ,通过施加预应力 ,可使得加固纵筋得到充分利用。     

深基坑工程工具式组合钢管抛撑施工技术

本文以湖南某工程深基坑的施工为例,通过深基坑支护换撑工程中固定墩、外墙暗梁、临时架体搭设、预应力施加等施工工艺,全面介绍了工具式组合钢管抛撑的施工技术。从工程效果可以看出,采用钢管组合抛撑技术进行基坑支护技术含量高,对超深超宽、施工工期紧等情况下的基坑围护具有明显的社会效益,钢管支撑能够多次重复使用,降低了建设单位和施工单位的成本,具有极大的经济效益和较高的推广应用价值。     

板墙及预应力钢支撑在深基坑跨阶段回筑中的分析与实践

依托上海宝山新城SB-A-4上港十四区07地块二期项目,其地下三层基坑整体一次性开挖至基底,因工程需要,需大幅提前特定超高层建筑区域的回筑进度。设计采用弹性地基板结合空间框架梁的计算方法,建立非完整状态下的基坑与主体结构的一体化耦合分析模型,计算特定状态下基坑及主体结构的相互作用机理及荷载分布。最终在基坑不分区开挖前提下,达成特定区域的先行拆撑及主体结构的回筑。实测数据证明,板墙结合预应力钢斜撑作为一种承载力大,结构刚度高的换撑结构,通过施加相匹配的预应力,可确保板墙具有较好的抗侧刚度及抗倾覆作用,具备作为深大基坑的跨阶段换撑体系的条件。项目的成功实施,为局部需提前回筑的深基坑提供了一定的参考价值。     

CCTV新台址主楼外筒“米”形节点滞回性能的试验研究

中央电视台(CCTV)新台址主楼外筒由SRC组合斜柱、箱形截面钢支撑及工形截面钢梁组成,其外筒节点呈"米"形。本文对外筒中两种有代表性的"米"形节点进行了模型试验研究,考察了两个关键节点和两个典型节点在反复荷载作用下的延性性能和滞回性能,检验强节点弱构件的设计思想是否满足。试验采用对与节点相连的柱子施加恒定轴力,对两对交叉斜撑施加反复交叉拉压轴力,逐步循环加载直至节点破坏。试验现象及结果表明,所有试件在节点板区域破坏前,其所连接的杆件(斜撑)已失去承载力,节点板在杆件达到极限承载能力时部分进入塑性,但仍具有较高的安全储备。作者建议节点板与斜撑、柱连接处形成光滑过渡并在深化设计中改进,避免应力集中现象造成节点延性降低。     

不同方式连接下钢柱-一体式预制混凝土墙组合构件抗震性能试验研究

钢框架与内部混凝土墙形成的组合构件具有优越的抗震性能。为进一步分析钢柱-一体式预制混凝土墙不同方式连接（梁柱刚接与柱边焊接、梁柱刚接与柱边不焊、梁柱铰接与柱边焊接、梁柱铰接与柱边不焊）时的抗震性能,分别对4个不同连接形式的钢柱-一体式预制混凝土墙的1/2缩尺模型进行了低周往复加载试验。得到了该类构件的滞回曲线及骨架曲线,并通过分析各构件的试验现象、承载力、刚度、耗能能力、延性及应变和变形,得出了不同连接形式对该类构件抗震性能及受力机理的影响。试验结果表明：钢柱 一体式预制混凝土墙体呈现三道防线特征,其中混凝土墙板为第一道防线,内斜撑为第二道防线,边框为第三道防线。柱边焊接对构件的承载力、刚度及边框与内墙组合作用的影响最为明显;内支撑对构件的刚度贡献最为显著且对边框与内部墙板组合作用的发挥具有关键作用。节点铰接且柱边不焊的构件位移延性系数可达2.83,可按1/20作为其弹塑性最大层间位移角限值,其他连接方式的构件位移延性系数在1.22～1.53之间,建议按1/100作为其弹塑性层间位移角限值。按位移控制进行设计的结构推荐采用节点铰接且柱边不焊的构件,而按承载力控制进行设计的结构推荐采用节点刚接且柱边焊接的构件。     

Q690D钢材十字形焊接接头高温后的断裂破坏试验研究

为研究Q690D高强度钢材及焊缝连接件在常温和高温后的断裂性能,选取代表实际梁柱节点局部焊接构造的十字形焊接节点试样,完成了常温和一系列高温后Q690D钢材和ER80-G焊缝金属的单轴拉伸试验,得到了钢材和焊缝金属在不同高温后的弹性模量、屈服强度、极限强度和延伸率.开展了常温和高温后十字形焊接接头的单调拉伸试验和超低周...     

带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理

在已破坏的钢管混凝土梁-柱节点试件上,截取尚未破坏的节点区域,研究带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理。对节点采用不同加载方式使其破坏,从其破坏过程、破坏形态及荷载-位移曲线等方面,分析在不同加载方式下节点各组成部分的工作状态、特点及性能差异。研究结果表明:对节点全截面加载可得到节点的最大承载力,仅对芯钢管内混凝土加载可得到节点最小承载力,其最小承载力大于所连接的钢管混凝土柱的承载力,满足节点要求;对于不同加载方式,节点的芯钢管受力状态不同,但无论何种加载方式,芯钢管、外围密排环箍主要为间接受力,起约束核心混凝土的作用。     

模块化装配式钢结构梁柱节点极限承载力分析与抗震性能研究

利用ABAQUS大型有限元结构分析软件对模块化装配式高层钢结构中3种常见的焊接、栓接、栓焊混合连接节点进行非线性分析,得到3种节点的破坏机理、极限承载力以及单调循环荷载下的耗能能力。结果表明:焊接节点极限承载力最高,但塑性变形主要集中在节点域,没有实现"强节点弱构件";栓接节点在单调循环荷载作用下接触面容易滑移;栓焊混合节点中两片梁段的刚度不同会导致整个桁架梁段的平面外失稳,进而影响节点的极限承载力,并对3种典型装配式钢结构节点的设计提出一些建议。     

基坑可拆卸双肢BFW活络端现场应用与试验验证

内撑式基坑中,常用的钢楔式活络端有偏心受力、整体性差、品控水平低等缺点,成为装配式钢支撑体系的薄弱环节,影响着整体性能与安全,成为事故诱因之一。笔者阐述了可拆卸双肢BFW活络端的结构构造与工作原理,计算了设计承载力和刚度;加工3组足尺试件进行现场应用试验,得到其工作性能及安装技术措施;之后回收试件,进行了轴压承载力试验,获取荷载-位移曲线和螺栓荷载-应变曲线。结果表明:(1)D-BFW活络端承载性能好、结构设计合理,计算得设计承载能力为2 551 kN,刚度为297 kN/mm;(2)具备良好的施工可行性与广泛的适用性;(3)力学性能试验得出屈服强度为3 065 kN,设计承载力为2 600 kN,刚度为300 kN/mm。D-BFW性能稳定,品控好,试验结果验证了设计计算的可靠性。     

基于有限元分析的基坑工程钢支撑活络端偏心受压性能研究

为研究基坑工程钢支撑体系中活络端的偏心受压性能,建立有限元模型,经试验结果验证后,开展一系列的数值模拟,系统研究偏心距、试件的关键参数等对活络端在偏心荷载作用下的轴向承载性能和抗弯性能的影响。结果表明,活络端的偏心距不应超出箱型体外边缘;箱型体间的缀板能够有效提升活络端的抗弯性能;活络端承载性能和抗弯性能随钢楔长度、钢楔宽度、钢板厚度和箱型体长度的增加而提高;且改变钢板厚度能明显改善活络端的承载性能和抗弯性能。     

Development and Application of H-joint Steel Pipe Sheet Piles in Construction of Foundations for Structures

This paper shows development and application potential of newly developed H-joint steel pipe sheet piles (SPSPs) in SPSP structures. The authors have developed a new H-joint SPSPs technology from a simple idea in which two steel pipes are connected by H-steel section welded on them in order to improve the performance and widen application areas of SPSP technology. The H-joint SPSP is expected to remediate problems of traditional joints in SPSPs. Installation accuracy, proposed field segment joint using a fillet welded splice plate and lateral bearing capacity for H-joint SPSPs were examined by field construction tests, full-scale bending tests and centrifuge model tests, respectively. Parametric studies using beam analysis were conducted to show that the cross sectional dimensions of SPSP foundations can be reduced by using H-joint SPSPs and to estimate a joint efficiency (μ) for design of H-joint SPSP foundation structures. The following observations were made from the studies: (1) H-joint SPSP can be installed with high driving accuracy due to rigidly welding 2 steel pipes and H-steel in a factory, (2) The proposed field segment joint for H-joint SPSP using a splice plate is strong and effective in bending, (3) H-joint SPSPs have high rigidity hence large lateral bearing capacity making them suitable in ensuring the stability of SPSP foundation structures, (4) A joint efficiency of H-joint SPSP foundation is larger than that of SPSP foundation with traditional joints, and (5) H-joint SPSP contributes to reducing the number of piles based on the reduction of the size dimension of the SPSP foundation.     

受多重约束的钢管内混凝土受力性能试验研究

利用已破坏的带有芯钢管的钢管混凝土节点试件,截取尚未破坏的节点区域,对其芯钢管内混凝土施加轴心压力。研究钢管内混凝土在多重约束下的受力性能和极限承载力,分析节点各组成部分对核心混凝土的多重约束作用。试验研究表明,受到多重约束的管内混凝土强度和变形能力有很大提高,若以极限承载力除以混凝土受荷面积,可得到约束混凝土强度为250 MPa左右。通过荷载-位移曲线的分析和约束混凝土受力机理的探讨,证明除约束混凝土外,通过混凝土与钢管的摩擦力及混凝土与钢管的粘结力传给钢管的竖向承载力,对试件的极限承载力也有贡献。     

现场施工完全无焊接钢管混凝土节点抗震性能研究——试验与有限元分析

介绍了新型现场施工无焊接钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点,并对其进行了抗震性能试验研究,获得了节点在柱顶低周往复荷载下的滞回性能.试验结果表明,该新型节点具有良好的延性以及耗能能力,可以满足工程需要,可代替外环板式钢筋焊接节点使用.同时,采用有限元分析方法,对试验进行了模拟,与试验获得骨架曲线进行结果对比,吻合良好.此外...     

Experimental and Numerical Study on Complex Multi-planar Welded Tubular Joints in Umbrella-Type Space Trusses with Long Overhangs

A test rig with multi-functional purposes was specifically designed and manufactured to study the behavior of multi-planar welded tubular joints subjected to multi-planar concurrent axial loading. An experimental investigation was conducted on full-scale welded tubular joints with each consisting of one chord and eight braces under monotonic loading conditions. Two pairs or four representative specimens (two specimens for each joint type) were tested, in which each pair was reinforced with two kinds of different internal stiffeners at the intersections between the chords using welded rectangular hollow steel sections (RHSSs) and the braces using rolled circular hollow steel sections (CHSSs) and welded RHSSs. The effects of different internal stiffeners at the chord–brace intersection on the load capacity of joints under concurrent multi-planar axial compression/tension are discussed. The test results of joint strengths, failure modes, and load–stress curves are presented. Finite element analyses were performed to verify the experimental results. The study results show that the two different joint types with the internal stiffeners at the chord–brace intersection under axial compression/tension significantly increase the corresponding ultimate strength to far exceed the usual design strength. The load carrying capacity of welded tubular joints decreases with a higher degree of the manufacturing imperfection in individual braces at the tubular joints. Furthermore, the interaction effect of the concurrent axial loading applied at the welded tubular joint on member stress is apparent.