露出型钢柱脚抗剪性能的理论与试验研究

介绍了国内外对钢柱脚锚栓的研究,并对其设计方法进行分析。通过试验与理论研究,应用相关文献的试验数据进行较好的验证,提出了一种低位锚栓钢柱脚整体抗剪设计方法。     

露出型钢柱脚抗剪性能的研究(I)

本文对我国工业厂房钢结构中常用的露出型柱脚,分两种构造三种规格,在水平力往复加载下进行了12榀试件试验,得出了抗弯的M-θ滞回曲线和抗剪的P-δ滞回曲线,提出了露出型钢柱脚的抗弯承载力和抗剪承载力计算公式,同时给出了弹性抗弯刚度计算公式。     

锚栓预紧力对柱脚抗剪设计的影响分析Ⅰ:铰接柱脚

《钢结构设计规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对钢结构柱脚抗剪都明确规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪件承受。柱脚设置抗剪件的条件为:μN相似文献   

钢结构柱脚抗剪承载力计算分析及设计

为了确定钢结构柱脚的抗剪承载力,对国内外钢结构柱脚抗剪研究情况进行了总结,从摩擦力、锚栓抗剪承载力、抗剪键抗剪承载力等方面,归纳了柱脚抗剪承载力的计算分析及设计要求,以供参考。     

露出型钢柱脚抗剪性能的理论研究

回顾了国内外对钢柱脚锚栓的研究,并对国内外钢柱脚锚栓设计方法进行了比较。通过理论研究,并应用文献[4]、[5]、[6]的试验数据进行较好的验证,提出了一种钢柱脚整体抗剪的设计方法,供锚栓设计时参考。     

外露式钢柱脚受剪性能试验研究

以轴力和锚栓数量及其布置形式为参数,对4个外露式钢柱脚试件进行了水平往复加载试验,对其受剪性能及受剪机制进行分析。当柱脚所受轴力为压力时,柱脚的剪力由其与基础顶面间的静摩擦力传递给基础,且柱脚弯矩对其受剪承载力有提高作用。当柱脚所受轴力为拉力时,柱脚底板与基础表面间分离,柱脚在水平荷载作用下发生滑移,此时锚栓参与承担水平力,但其承担水平力的能力较小。柱脚受弯承载力随着柱脚锚栓数量的增加而增大。当锚栓数量从4个增加到6个时,柱脚受弯承载力增加了12%,耗能能力增加了20%。配置相同数量锚栓柱脚的滞回行为随着锚栓布置方式的不同也有所改变。将锚栓布置在沿加载方向的最外侧时,可以最大程度地利用每个锚栓的承载力。因此,在设计外露式柱脚时需要考虑锚栓布置方式,以便充分利用锚栓的受拉性能。     

门式刚架轻型钢结构工业厂房柱脚抗剪试验研究与理论分析

本文对门式刚架轻型钢结构工业厂房柱脚抗剪机理进行了试验研究和理论分析。由试验结果可知,柱脚具有一定的嵌固性,可传递部分弯矩。柱脚实际存在的弯矩使柱脚一侧锚栓受拉,另一侧底板反力相应增大,从而使柱脚摩擦力即柱脚抗剪承载力得到提高。根据柱脚抗弯刚度计算公式,本文提出了柱脚简化计算模型,由此模型求得考虑柱脚转动约束后的底板反力,从而进行柱脚摩擦抗剪计算。根据试验研究及理论分析,本文得出了柱脚实际存在的弯矩对其抗剪承载力有很大提高的结论,提出了考虑柱脚转动约束影响下的柱脚抗剪计算方法,并提出了可以免设柱脚抗剪键的设计建议。     

关于美国规范中柱脚锚栓的设计

工业与民用钢结构中柱脚锚栓是一种常用的钢结构与基础连接的重要构件,但国内对柱脚锚栓工作性能的研究和介绍比较少,规范中关于柱脚锚栓的介绍也比较少。国内关于柱脚锚栓的受力规定也比较单一,只参与受拉,不参与抗剪,美国规范中地脚锚栓既抗拉又抗剪。总结了美国规范对地脚锚栓的理解和设计,就柱脚锚栓的类型、工作性能、破坏形式以及参与抗拉和抗剪时的构造要求进行描述。该研究了加深对柱脚螺栓的了解,也可以为在工作中进行地脚锚栓设计时提供参考和比较。希望能借此文促进专业人员对柱脚锚栓的研究,充分利用锚栓本身及周边钢筋的强度,避免材料的过度浪费。     

柱脚锚栓抗剪性能分析

本文提出了钢结构柱脚锚栓的受力模型,在总结国内外柱脚锚栓抗剪计算方法的基础上,通过实例计算了单个锚栓及整个柱脚的抗剪承载力,结果证明柱脚锚栓是可以参与抵抗水平力的,可以在柱脚设计中适当应用。     

钢结构厂房高位锚栓柱脚抗剪承载力的试验研究

为了解宝钢无缝钢管厂厂房柱高位锚栓低加载的柱脚抗剪承载能力，对其工作机理、承载能力、抗滑移性能进行了试验研究。认为在确定抗剪承载力时，以静摩阻力控制为主，不计入锚栓提供的附加摩擦力     

钢柱脚锚栓连接受剪性能试验研究

对锚栓连接受剪性能进行试验研究,制作了5组共15个试件,考虑了锚栓的直径、柱底板厚度和底板锚栓孔径与锚栓直径之差的影响。锚栓连接受剪试验的荷载 位移曲线呈现2个转折点,可近似分为3个阶段：弹性阶段、滑移阶段和强化阶段,以锚栓基本形成塑性铰与锚栓孔壁和锚栓顶紧两个状态作为分界点。试验结果表明,柱底板厚度越大,锚栓连接受剪承载力设计值和界面抗滑移刚度越小;锚栓孔径和锚栓直径之差对滑移阶段的长度有显著的影响,对承载力影响较小。以试验荷载 位移曲线的第一转折点对应的荷载作为锚栓连接的受剪承载力设计值,提出了计算式,同时提出锚栓连接极限承载力的计算公式。     

钢柱脚锚栓的设计方法

对国内外柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较，对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。比较发现，与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反，欧美国家都允许锚栓参与抗剪；在锚栓抗拉强度设计值的取值方面，欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值，而我国规范取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打8折。本文还对已知柱脚截面内力计算锚栓拉力的方法进行了总结和比较，并依据塑性力学的上下限定理进行了评论。在总结的基础上建议了单个锚栓的设计准则和锚栓拉力的计算方法。     

钢柱脚单个锚栓的承载力设计

对国内外钢柱脚锚栓设计方法进行了回顾和比较 ,对单个锚栓的破坏模式和承载力进行了总结。比较发现 ,与我国不允许锚栓参与抗剪的规定相反 ,欧美国家都考虑锚栓参与抗剪 ;在锚栓抗拉强度设计值的取值方面 ,欧美等国将锚栓的强度设计值取与普通螺栓或与制作螺栓的材料相应的强度设计值 ,而我国规范的取值则在普通螺栓已经较低的基础上再打 8折。基于对国内外不同设计方法的分析归纳 ,提出了单个锚栓的设计准则的建议 ,供锚栓设计时参考。     

超薄加劲钢板剪力墙受剪性能试验研究及数值分析

对于超薄加劲钢板剪力墙,由于钢板超薄,采用传统焊接工艺将导致严重的焊接变形,故需要采用改进焊接工艺,即将钢板墙在加劲肋处断开,进行弯折组合后焊接并形成加劲肋。为研究采用改进焊接工艺完成的超薄加劲钢板剪力墙的受剪性能,进行了足尺试件的受剪性能试验,研究了钢板墙的受剪破坏形态、滞回特性、承载能力及耗能能力等,验证了在竖向加劲肋位置采用的改进连接构造及焊缝工艺满足受剪承载力要求,并对不同钢柱截面、不同墙宽高比对钢板墙受剪性能的影响进行了对比分析。结果表明：采用改进工艺的钢板剪力墙满足受剪承载力要求且具有稳定的耗能能力,随着钢柱截面积增大,钢板墙的侧移刚度、峰值荷载均有所增加,相应的极限位移、耗能能力有所下降;随着墙宽高比减小,钢板墙的侧移刚度、屈服荷载、峰值荷载均相应降低,相应的极限位移、耗能能力有所提高。采用通用有限元分析软件ANSYS对超薄加劲钢板剪力墙的受剪性能试验进行了数值模拟,有限元结果与试验结果总体吻合良好,有限元分析可以很好地模拟超薄加劲钢板剪力墙的全受力过程和破坏模式。     

再论轻型钢结构房屋柱基设计

考虑锚栓服役时实际参与抗剪这一特性,给出了柱底板是否需要设置抗剪键的简易判断方法。在阐述柱底板与抗剪键间连接焊缝的承载能力机理的基础上指出连接焊缝是处在拉力和剪力共同的作用下,沿焊缝方向不会形成薄弱环节;同时针对工程中柱基常采用的3种不同构造形式,提出不同构造形式应采用不同的摩擦系数。