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  • 简介:钢-混凝土组合广泛应用于各类建筑与桥梁等结构,为适应装配式组合结构的发展需求,提出了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合。通过静力推出试验,研究栓钉直径、预留孔成孔方式与孔径比(预留孔径和栓钉直径比值)对预制装配式组合栓钉抗剪连接件的破坏形态、抗剪承载力和滑移性能的影响规律,并进行了普通现浇组合栓钉抗剪连接件的对比试验。试验结果表明:破坏形态均为栓钉剪断和混凝土板开裂,螺栓直径和预制成孔后的高强填料对破坏形态有一定影响。装配式抗剪连接件承载力均大于现浇试件承载力,且大于国内外相关规范计算值,采用波纹管成孔的连接件比普通成孔连接件承载力略有提高。提出的组合栓钉连接件预制装配构造形式具备应用于实践的可行性,且构造形式简单、施工高效,经合理设计可满足现行规范要求。

  • 标签: 装配式组合梁 栓钉连接件 推出试验 抗剪性能
  • 简介:钢桁拱桥是大跨度桥梁常用的一种结构形式,结构稳定性问题是该类桥梁设计和施工过程中的重要控制因素之一.采用有限元法对南淝河特大跨度钢桁柔性拱桥进行了各施工工况下的结构强度分析,确定了危险施工工况及其对应的危险杆件.采用结构稳定理论计算了危险杆件的应力水平,由此对施工过程提供了安全性预测和监控实施.依据计算结果对危险施工工况的超应力杆件提出了加固措施,并进行重分析和强度评估,其加固应用确保了该桥梁的施工安全.

  • 标签: 桥梁 大跨度 施工 杆件 稳定性 加固
  • 简介:本文提出了一种考虑薄壁非对称开口/闭合截面剪切变形的通用理论.并给出了精确的静力和动力单元刚度矩阵。为此综合Vlasov假定和Hellinger-Reissner原理.改进了剪切变形理论。该理论包括:由于剪力和翘曲约束引起的剪切变形,以及两者的耦合作用,截面的非对称性对转动惯量以及弯扭耦合作用的影响。基于能量原理推导了控制方程和力-位移关系.根据14项位移参数构造了一系列非对称矩阵的线性特征值。

  • 标签: 动力刚度矩阵 变形影响 薄壁梁 单元刚度矩阵 剪切变形 耦合作用
  • 简介:为了研究钢管混凝土组合框架梁柱半刚性连接的受力性能与破坏形式,本文采用ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱与钢-混凝土组合端板连接的非线性有限元模型.该模型考虑了材料非线性、几何非线性和复杂接触问题,确定了钢管核心混凝土和楼板混凝土的本构关系模型、各组件的复杂接触关系.研究了组合节点的柱端水平荷载-水平位移关系曲线和破坏形式,并用试验结果验证了计算结果的准确性.进行了大量的参数分析,获得了在正、负弯矩作用下影响组合节点极限承载力和初始刚度的主要参数.研究结果表明:所建立的钢管混凝土柱与钢-混凝土组合端板连接的有限元模型具有较好的准确性,可以为半刚性钢管混凝土组合框架的理论研究提供参考依据.

  • 标签: 钢管混凝土柱 组合梁 端板连接 非线性有限元分析 本构模型 极限承载力
  • 简介:钢框架采用翼缘削弱型节点(RBS)可以提高结构延性,满足结构抗震设计要求.考虑框架节点域的剪切变形,导出连带节点域的RBS、柱单元刚度矩阵,利用计算软件MATLAB对RBS节点钢框架结构的内力及变形进行了分析和计算.分析结果表明:在水平荷载作用下节点域剪切变形对RBS节点钢框架变形影响较大,层位移、层间位移以及节点总转角的增量均随层数的增加而相应增大,节点域剪切变形对框架内力的影响较小;工程设计中应考虑节点域剪切变形对RBS节点钢框架侧向刚度的不利影响.

  • 标签: 钢框架 翼缘削弱型节点 节点域 剪切变形 侧向刚度
  • 简介:对隔板贯通箱形柱-箱形+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.

  • 标签: 箱形柱-钢梁异型节点 隔板贯通 灾变机理 折线扩大头 数值模拟
  • 简介:分析对比了圆角多边形孔蜂窝孔间腹板屈曲承载力的不同计算理论,包括楔体理论模型、英国钢结构协会计算手册理论模型、LAWSON理论模型及斜压柱模型等。采用不同理论对蜂窝孔间腹板的屈曲承载力进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,应用于六边形孔的楔体理论计算值过于保守,与试验值偏差均超过50%;应用于圆形孔的英国钢结构协会计算手册理论模型及LAWSON理论模型计算值也过于保守,偏差范围在58%~70%之间;斜压柱理论相比其它方法,计算结果较为准确,偏差范围在7.6%~39%之间。并采用验证的有限元方法分析了不同孔距、孔高及腹板厚度的蜂窝孔间腹板的屈曲承载力。应用斜压柱理论模型计算孔间腹板剪力承载力,与有限元参数分析结果对比表明,斜压柱模型按规范BS5950-1:2000计算的理论值过于保守,理论值与有限元结果比值范围在0.185~0.384之间;按规范EN1993-1-1计算的理论值评价孔距较小(S/d0=1.4)蜂窝的剪力承载力时偏于安全,理论值与有限元结果比值范围在0.878-0.972之间,当孔距较大(S/d0〉1.4)时,理论结果偏于不安全,理论值与有限元结果比值范围在1.054~1.818之间,需要进一步修正。

  • 标签: 蜂窝梁 圆角多边形孔 腹板屈曲 斜压柱模型 屈曲承载力
  • 简介:提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连,称之为双阶屈服消能钢连,并且在此基础上提出了基于小震消能的双阶屈服钢连联肢剪力墙体系的抗震设计方法。该新型钢连由两部分并联而成,分别是发生剪切屈服的核心板和发生弯曲屈服的外套箱形。在小震作用下,剪切屈服板进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服和弯曲屈服同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。在合理考虑第1阶屈服力和第2刚度与第1刚度比的基础上,提出了针对双阶屈服钢连联肢剪力墙体系的小震消能减震设计方法.根据该方法设计了一个20层的双阶屈服消能钢连联肢墙结构,最后通过弹塑性时程分析验证了该方法的合理性。

  • 标签: 双阶屈服钢连梁 联肢剪力墙 小震消能 抗震设计
  • 简介:用钢连代替混凝土连用于混凝土联肢剪力墙,可大大改善联肢墙结构的延性和耗能性能,提高结构抗震能力,但前提是须保证钢连与混凝土剪力墙连接节点的可靠性。钢暗柱式墙连接节点具有承载力大、刚度大以及能提高剪力墙自身延性等优点。针对内埋钢暗柱式节点形式,基于前期试验数据和正交试验有限元模拟结果,重点研究了此种节点的受力机理以及破坏模式,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了这种节点极限承载力的理论模型与计算公式。分析表明,内埋钢暗柱墙节点极限承载力主要由3个部分贡献:受拉区钢筋拉力或者钢暗柱截面抗剪强度、钢暗柱埋深部分混凝土压力以及钢暗柱节点域抗剪强度。其中钢暗柱节点域抗剪强度同样由3部分组成:钢暗柱腹板机构、内部混凝土斜压杆机构以及外部桁架机构。通过与试验及精细有限元模型结果进行对比,证明了提出的理论模型简便易行且具有较高精度,所做研究为这种新型节点在工程中的应用提供了简便的设计方法。

  • 标签: 钢暗柱式节点 组合联肢剪力墙 承载力公式 设计方法 破坏模式
  • 简介:对1个内隔板式箱型柱-H型钢梁常规节点和3个翼缘扩大头-圆孔削弱型节点进行了循环加载试验,并进行了基于结构钢椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型的数值模拟和断裂分析.结果显示,常规节点裂纹起始于翼缘对接焊缝侧边,未能形成有效转动能力的塑性铰,节点的塑性转角约为0.02rad.翼缘扩大头-圆孔削弱型节点在圆孔削弱截面形成塑性铰,大孔侧边开裂风险较其他区域大,扩大头构造显著降低了对接焊缝的断裂风险.当内隔板与柱壁板间焊缝质量较好时,圆弧扩大头-圆孔削弱型节点的塑性转角可达到FEMA要求的0.03rad,承载力较常规节点提高39.8%-52.9%。

  • 标签: 箱型柱-H型钢梁节点 内隔板 椭球面断裂模型 扩大头 圆孔削弱 塑性转角
  • 简介:对1个隔板贯通式箱型中柱-H型钢梁常规节点和3个圆弧扩大头及翼缘网孔削弱型节点进行了低周往复循环加载试验.试验结果表明,常规节点在翼缘对接焊缝处脆断,节点塑性转角约为0.016rad;网弧扩大头及圆孔削弱型节点在翼缘圆孔削弱处断裂,裂纹起始于圆孔侧边,塑性转角较常规节点提高约19%,承载力较常规节点降低5.5%~9.4%,滞回曲线的包络面积(耗能性能)较常规节点约提高0.2%~9.0%.圆弧扩大头构造降低了翼缘对接焊缝的应力集中程度,避免了对接焊缝过早脆断;圆孔削弱构造促使削弱截面形成塑性铰.

  • 标签: 箱型中柱-H型钢梁节点 循环加载试验 圆弧扩大头 圆孔削弱 塑性转角 承载力
  • 简介:提出了一种新型的方钢管混凝土柱与外包U形钢-混凝土组合连接节点形式——外伸内隔板钢筋截断式节点。基于"强柱弱,节点更强"的抗震设计原则,设计3个试件,并对其进行低周反复荷载试验研究,分析节点的破坏特征,考察节点区的剪切变形,深入研究节点的滞回曲线和骨架曲线,进而研究节点的承载能力、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能。研究结果表明:各试件的破坏主要集中在靠近柱壁的端区域,而钢管柱和节点区的变形和应力很小,基本处于弹性阶段;由于内混凝土及翼板的组合作用,各节点的滞回曲线呈不对称的纺锤形,无明显捏缩现象,比较饱满,耗能性能良好;各节点试件的位移延性系数和等效粘滞阻尼系数明显大于普通钢筋混凝土结构的相应指标;在整个加载过程中,刚度退化稳定。

  • 标签: 方钢管混凝土柱 外包钢-混凝土组合梁 外伸内隔板钢筋截断式节点 抗震性能 试验研究
  • 简介:由于结构的高次超静定,处于结构整体中的约束构件与单个独立构件的抗火性能具有很大不同,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。影响约束组合抗火性能的参数很多,采用试验的方法研究这些参数的影响代价很高,本文利用经过试验检验的理论分析方法分析了荷载比、约束刚度、钢梁与混凝土相对面积比等对约束组合抗火性能的影响。并根据参数分析结果给出了考虑结构整体性影响的组合抗火实用计算方法,最后通过实例说明了实用抗火计算方法的应用。

  • 标签: 组合梁 参数分析 整体性 实用计算方法