预应力钢管桁架叠合楼板结构在变电站中应用探索和实践

预应力钢管桁架叠合楼板由于其成本低、承重高、防火防腐性能好、方便穿插管线、施工方便,已在工业建筑中使用.为了探究新型楼板结构形式在变电站中的应用,开展了相关的应用研究.以既有研究试验为基础,开展叠合板的理论与数值分析,探究其力学性能.建立了有限元模型,探讨预应力钢管桁架叠合楼板的六个结构要素包括灌浆强度、钢管壁厚、混凝...     

疲劳荷载特性对8.8级M24高强度螺栓疲劳裂纹扩展机理影响探析

为研究常幅疲劳荷载特性对高强度螺栓疲劳裂纹扩展的影响,针对钢结构端板连接用8.8级M24高强度螺栓在不同应力比/应力幅作用下常幅疲劳试验所得到的24个试件断口形貌进行定量分析,并采用ABAQUS软件数值模拟高强度螺栓应力集中情况,探讨含初始裂纹高强度螺栓裂纹尖端应力强度因子与荷载特性、预制裂纹形状之间的关系。结果表明：在轴向受拉疲劳荷载作用下,螺母与螺栓啮合第1圈螺纹处为疲劳断裂最不利位置;试件断口稳定扩展区面积与应力比/应力幅呈负相关,快速扩展区面积与应力比/应力幅呈正相关;裂纹尖端应力强度因子随应力比/应力幅的增大而增大;预制半椭圆形裂纹短/长轴之比（a/c）越大,应力强度因子扩展有限元（XFEM）解与解析解误差越大。     

“以评促教”的钢结构课程教学改革探索

根据土木工程专业评估的培养要求,针对钢结构的课程特点和目前存在问题进行了分析,并就课程教材的合理选取、课堂教学方法的多样化和考核模式的宽松化提出了相应的改革措施。     

某中医院住院楼加层加固施工过程沉降模拟与实测分析

山西某中医院住院楼加层加固改造工程施工工期短、难度大。为确保整个施工过程的顺利实施及施工中结构的位移变形满足设计要求,在对加层改造结构进行变形监测基础上,同时建立该住院楼的有限元分析模型,模拟结构改造施工全过程。现场监测和分析结果表明:在特有的前提下,该结构"先加层后加固"的特殊施工方案安全可行;不同施工段对结构整体沉降变形影响差异较大,尤其是钢结构加层施工所产生的变形占总体变形的60%以上;不同加载模拟方式对结构整体不均匀沉降影响明显,且相对于一次性加载方式,逐层加载方式对应的不均匀沉降值较小。     

新工科背景下多媒体课件制作研究与探索——以钢结构设计基本原理课程为例

新工科的提出对土木工程专业课程多媒体课件赋予了新内涵。基于新工科专业建设和土木工程行业装配式建筑大发展的新形势,分析总结了目前高校专业课程多媒体课件制作的现状,提出了多媒体课件制作的四项原则——教学性、灵活性、创新性和人文性,并以太原理工大学钢结构设计基本原理课程为例,详述了多媒体课件制作的基本思路。范例展示的多媒体课件内容丰富、时代特征强烈、地域特色明显、思政理念深入、适用情形广泛,实践表明课堂效果良好,可为类似工科专业课程多媒体课件制作提供一定的参考。     

避雷针构架结构端板连接高强螺栓常幅疲劳性能试验研究

为研究避雷针构架结构端板连接处高强螺栓的疲劳性能,对材质为35K的8.8级M24高强螺栓进行了3个试件的静力拉伸试验和15个试件(应力比为0.5)的“轴心拉-拉”常幅疲劳试验.拟合了应力-循环次数曲线(即S-N曲线),选取典型试件疲劳断口进行宏观和微观分析,并与《钢结构设计标准》中疲劳相关条文进行了对比分析.结果表明：疲劳试验数据整体较为离散,但均在95%置信区间内;拟合的S-N曲线基本反映不同应力幅下试件的疲劳寿命;试件缺口效应明显.尤其在螺栓螺纹齿根处,应力集中程度严重,点状疲劳源易扩展形成线状疲劳源,断口韧窝特征明显.对比试验结果和标准建议公式计算结果,2×10⁶次循环次数对应疲劳强度为标准建议值的1.71倍.     

十字板+圆钢管-焊接空心球节点静力性能理论及试验研究

十字板+圆钢管-焊接空心球节点(简称"板+管-球"节点)作为网架结构设置悬挂吊车常见的吊点形式之一,其应力分布直接关系到节点的静力性能和疲劳性能。基于ABAQUS有限元分析软件针对8种不同规格的"板+管-球"节点进行数值模拟,得到该类节点的应力分布规律和热点应力集中系数;选取代表性节点(BGQ4节点)进行静力试验,同时采用直观分析法探讨9种因素对节点热点应力集中系数的影响,得出其相关的应力集中系数计算公式。研究结果表明:理论分析和试验研究对应的节点应力分布规律基本吻合;十字板和焊接空心球相贯部位板肋自由端焊缝球面焊趾处为最不利位置,即热点所在;热点应力集中系数影响因素中球壁厚、球外径、十字板宽、十字板厚为主要因素,其中空心球壁厚对应力集中的影响最为显著,其余5种因素为次要因素。     

钢-混凝土组合梁中摩擦型高强螺栓抗剪连接件的力学性能研究

为了探究钢-混凝土组合梁中摩擦型高强螺栓抗剪连接件的受剪性能,采用ABAQUS有限元软件建立了抗滑移试件和推出试件有限元模型,并通过与试验结果的对比验证了数值模拟的可靠性。试件抗滑移性能与螺栓预拉力密切相关,且在螺栓杆应力状态处于弹性工作范围时,预拉力的施加取决于混凝土的局部抗压损能力。通过数值分析研究了垫片尺寸、混凝土强度和混凝土板厚度、螺栓直径和强度等级对螺栓预拉力的影响。此外,通过对推出试件进行有限元参数化分析,研究了混凝土强度、混凝土板厚度、螺栓预拉力和螺栓直径对抗滑移强度、抗滑移刚度和极限抗剪承载力的影响。结果表明:螺栓预拉力的施加范围受混凝土强度、厚度、螺栓等级、螺栓直径和垫片尺寸的影响,且各参数之间的合理匹配可有效减小混凝土板面的损伤程度。根据推出模拟结果可知,随着混凝土强度和螺栓预拉力的增加,试件抗滑移强度和刚度显著增大,而极限抗剪承载力受螺栓预拉力的影响较小。随着混凝土强度和螺栓直径的增大,试件的极限抗剪承载力显著提高。     

平板网架结构用高强度螺栓疲劳问题研究进展

在往复载荷作用(悬挂吊车和风荷载等)下,螺栓球节点网架结构可能发生疲劳失效.螺栓球节点平板网架的疲劳问题的关键是节点的疲劳,而节点的疲劳主要是高强螺栓的疲劳.本文以螺栓球节点网架结构高强度螺栓为研究对象,重点总结了近30年来国内外学者在上述两种往复载荷作用下螺栓的疲劳试验、数值模拟和理论分析等3个方面的相关成果.在总结...     

8.8级M24高强螺栓的常幅疲劳性能试验研究

为研究8.8级高强螺栓"轴心拉-拉"常幅疲劳性能,对材质为35K的M24高强螺栓进行了3个试件静力拉伸试验和15个试件(应力比为0.3)的常幅疲劳试验,拟合了S-N曲线,对代表性试件疲劳断口进行宏观和微观分析,并与基于GB 50017—2017《钢结构设计标准》相关公式的计算结果进行了对比。结果表明:疲劳试验数据总体较为离散,但均在95%置信区间内,拟合的S-N曲线基本反映不同应力幅下试件的疲劳寿命;试件缺口效应明显,尤其在螺栓螺纹齿根处,应力集中程度严重,点状疲劳源易扩展形成线状疲劳源,断口韧窝特征明显;相比标准建议值,试验所得2×10⁶次对应疲劳强度为其1.61倍。