卓越工程师教育培养机制下钢结构课程慕课建设探讨

针对教育部实行的"卓越工程师教育培养计划",以慕课课程建设作为钢结构课程教学改革与实践的第一步,对慕课建设过程中课程体系建立进行了探索。结合实际教学需求,介绍了慕课建设其网络在线教学平台的建设过程,以及网络在线教学的设计思路与目标,并对钢结构课程教学内容的建设作了具体的讲解。     

SRC-RC竖向混合结构过渡层柱转换性能的试验研究

完成了6个SRC-RC竖向混合结构过渡层柱试件和1个钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验.对其转换性能进行了研究.型钢在过渡层柱中局部存在的特点导致了较为严重的剪切破坏,临界斜裂缝贯通柱上部整个钢筋混凝土部分,剪切斜裂缝的张开与闭合导致滞回曲线"捏拢"现象明显,同级位移的三个循环中刚度退化严重.过渡层柱的延性受到型钢配钢率、配箍率、轴压比的影响.除试件SRC4-2-N外,其余试件的延性均达到μ≥3的抗震要求,介于3.39与5.99之间.在相同轴压比作用下,过渡层柱表现出较钢筋混凝土柱更好的变形能力,延性性能介于钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱之间.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱侧移刚度试验研究

对16根转换柱试件和1根钢筋混凝土柱对比试件采用“建研式”加载设备完成了低周反复荷载试验,用于研究转换柱的基本抗震行为。建立了转换柱中钢与混凝土的相互作用方式及型钢的受剪模型,并以此为基础分析了型钢延伸高度、型钢配钢率、箍筋配箍率及轴压比对转换柱侧移刚度及侧移刚度退化速率的影响。采用反弯点法计算了转换柱的弹性侧移刚度。通过对试验数据的回归分析,同时引入截面抗弯刚度折减系数用于考虑裂缝及混凝土塑性发展的影响,得到了转换柱屈服点侧移刚度的计算公式,计算值与试验值吻合。     

钢管负公差和初弯曲对脚手架受压钢管稳定性影响分析

脚手架的钢管按国家标准允许存在公差和初弯曲.为了研究负公差和初弯曲对脚手架构件稳定承载力的影响,采用我国现行规范《钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011中的计算方法,计算得到负公差会造成构件轴压承载力下降10.24％ ～ 12.59％,负公差和初弯曲共同作用时承载力下降12.17％～15.28％.为了减小负公差和初弯曲对脚手架立杆承载力的不利影响,建议提高脚手架钢管精度,使得外径负公差限值为0.3mm,壁厚负公差限值为5％t,初弯曲限值为1‰l.     

轴压比对SRC-RC转换柱抗震性能影响的试验研究

轴压力是影响构件抗震性能的主要因素之一,通过14根型钢混凝土-钢筋混凝土(steel reinforced concrete-reinforced concrete,SRC-RC)转换柱试件的低周反复荷载试验分析了轴压比对试件基本力学行为的影响.虽然较大的轴压力能提高试件在反复荷载下的承载能力和初始侧移刚度,但同时降低了试件的极限变形能力.轴压比较大试件的滞回环面积较小,耗能能力较差.对于型钢延伸高度较大的试件,较大的轴压力使强度衰减现象在加载后期越来越显著,承载力的稳定性在较短的时间内丧失.较大的轴压力导致试件的位移延性系数减小、屈服后变形能力降低.轴压比对位移延性的影响与试件的构造特征存在耦合关系.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱截面配钢分析

以16根试件的低周反复荷载试验为基础,对SRC-RC竖向混合结构中的转换柱进行了截面配钢分析.结果表明:型钢的配钢率对转换柱抗震性能与基本力学行为存在较大影响,配钢率较大试件的位移延性系数较小,而承载力相对较大;配钢率越大,型钢分配到的剪力越大,转换柱的内力畸变越严重,变形能力越差;随着配钢率的增大,混凝土的损伤加快,转换柱的强度衰减更显著;型钢增强了截面的抗弯刚度,提升了试件的弹性侧移刚度,但对试件加载中后期的侧移刚度影响较小.通过理论分析与试验研究相结合的方式,确定了转换柱合理型钢截面的最大抗弯承载力,避免转换柱发生严重的剪切破坏,保证其具有可应用于工程建设的力学性能.试验数据与分析结果可为SRC-RC竖向混合结构的抗震设计与工程建设提供参考.     

型钢与钢纤维混凝土界面黏结性能及损伤耗能试验研究

为解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将构件中钢筋笼替换成钢纤维,形成型钢-钢纤维混凝土组合结构。型钢与钢纤维混凝土间的黏结性能是保证两种材料共同工作的基础,通过8个圆形截面试件与8个方形截面试件的标准推出试验,研究在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能,获得了荷载-滑移曲线、黏结强度、界面耗能等重要性能指标。结果表明：加载端与自由端的荷载-滑移曲线存在较为明显的差异,并且当荷载达到峰值承载力时,曲线的差异性表现的最为明显。圆形试件总体表现出较方形试件更好的界面黏结效果,其名义黏结强度最大可达到1.913MPa,残余黏结强度最大为0.707MPa,而方形试件相应的指标最大值分别为1.496MPa和0.609MPa。混凝土保护层厚度与黏结长度越大,受力过程中界面能够储存的黏弹性变形能越大。     

SRC-RC转换柱型钢延伸高度的试验与研究

完成了12根SRC-RC转换柱试件和1根钢筋混凝土柱对比试件的低周反复荷载试验,对具有不同型钢延伸高度转换柱试件的抗震性能进行了研究.对比研究了不同型钢延伸高度转换柱试件的骨架曲线,分析了延性、承载能力、耗能能力及强度退化率随型钢延伸高度的变化情况.转换柱试件的位移延性系数随着型钢延伸高度的增加呈现出先升后降的规律,型钢延伸高度达到3/5倍的柱高时位移延性系数达到最大值;型钢的延伸高度对承载能力影响不大;影响转换柱试件耗能能力的因素较多,且各因素之间尚有耦合关系,3/5倍的柱高是较为合理的型钢延伸高度,此时试件的耗能能力较好且刚度和强度均保持了一定的稳定性;随着型钢延伸高度的增加,型钢与混凝土之间的粘结问题越突出,粘结裂缝的不稳定发展不但导致粘结破坏,而且使强度的稳定性越来越差,试件的强度退化率越来越小.     

短柱型破坏的型钢混凝土-混凝土转换柱剪切受力性能研究

型钢混凝土-混凝土(SRC-RC)转换柱容易产生"短柱型"剪切破坏,此类剪切破坏类似于钢筋混凝土短柱的剪切破坏,剪切斜裂缝贯通整个钢筋混凝土部分。以7个SRC-RC转换柱试件和2个钢筋混凝土对比试件的低周反复荷载试验为基础,建立了受力模型用于分析"短柱型"剪切破坏形态和机理以及产生此类破坏的内在因素。产生"短柱型"剪切破坏转换柱试件的滞回曲线呈现倒S形,"捏拢"现象明显,刚度随着循环次数的增加退化迅速。采用箍筋加密措施能够有效改善转换柱的抗震性能,使其表现出较钢筋混凝土柱更好的抗剪承载力和延性。     

扬州南部体育公园体育馆超大跨度楼梯桁架施工模拟分析

以扬州市南部体育公园体育馆为背景工程,采用有限元软件MIDAS/Gen,对超大跨度楼梯桁架施工安装和拆撑进行模拟分析。根据桁架的结构特点和实际施工条件,提出4种施工拆撑方案,分析桁架在各拆撑方案下的应力和位移变化。研究表明:按提出的施工方案进行安装时,桁架应力和变形均满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求,可保证施工阶段安全;提出的4种拆撑方案的桁架应力和位移均满足规范要求,其中方案3的应力和位移变化较为均匀,可有效消除结构由于应力或者位移突变而产生的的不利影响,保证拆撑安全,建议采用方案3作为桁架拆撑方案。