大跨度型钢混凝土梁板屋盖设计

根据建筑结构设计的相关规范,结合具体的工程实际,对大跨度混凝土结构屋盖的设计进行了探讨,同时对大跨度型钢混凝土梁设计的相关问题进行了讨论,工程实践表明利用混凝土中加入型钢钢材对于降低梁截面高度和提高梁刚度具有明显的作用。     

Influence of steel ratio on fire resistance of concrete-filled square steel tubular columns with internal profiled steel

采用ABAQUS有限元软件,建立了火灾作用下内配型钢方钢管混凝土轴压柱耐火性能的有限元模型,验证了有限元模型的可靠性。在保证钢材总含钢率不变的前提下,对钢管和内配型钢进行分配,对比分析了两种截面形式柱常温承载力和耐火极限。对钢管含钢率、型钢含钢率以及钢材材料强度进行了分析,并对不同截面总含钢率下钢管含钢率分配比例对耐火极限的影响进行了计算和分析。结果表明：保持总含钢率不变,将钢管中部分钢材以型钢的形式置于混凝土中,常温下承载力略有降低,但火灾下耐火极限提高甚为显著;当钢管含钢率占截面总含钢率的50%~60%时,常温下承载力和火灾下耐火极限均能得到充分的发挥。     

含钢率对内配型钢方钢管混凝土柱耐火极限的影响

采用ABAQUS有限元软件,建立了火灾作用下内配型钢方钢管混凝土轴压柱耐火性能的有限元模型,验证了有限元模型的可靠性。在保证钢材总含钢率不变的前提下,对钢管和内配型钢进行分配,对比分析了两种截面形式柱常温承载力和耐火极限。对钢管含钢率、型钢含钢率以及钢材材料强度进行了分析,并对不同截面总含钢率下钢管含钢率分配比例对耐火极限的影响进行了计算和分析。结果表明:保持总含钢率不变,将钢管中部分钢材以型钢的形式置于混凝土中,常温下承载力略有降低,但火灾下耐火极限提高甚为显著;当钢管含钢率占截面总含钢率的50%~60%时,常温下承载力和火灾下耐火极限均能得到充分的发挥。     

预应力型钢混凝土框架梁弯矩调幅系数影响因素分析

采用ABAQUS非线性有限元分析方法,分析了预应力度、有效预应力、预应力筋反弯点长度与线形、含钢率及截面相对受压区高度等因素对预应力型钢混凝土框架梁弯矩调幅系数的影响。研究表明:预应力度、含钢率及截面相对受压区高度对预应力型钢混凝土框架梁弯矩调幅系数影响较显著,随着预应力度、截面相对受压区高度的降低及含钢率的增加,弯矩调幅系数增大;预应力筋的有效预应力、预应力筋反弯点长度与线形的变化可以改变框架梁次弯矩,从而对框架梁弯矩调幅系数产生影响。通过对弯矩调幅系数的分析,建议预应力度λ不宜大于0.6,经济合理含钢率为5%左右,截面相对受压区高度不宜大于0.32。     

天津市地铁大厦超高层建筑结构设计的研究

天津市地铁大厦高度为176m，属于超高层建筑。结构采用混合结构体系，结构形式为框架-混凝土核心筒体系，外框架结构的框架梁采用型钢混凝土梁，框架柱进行了优化设计，采用2个方案进行了深入的比较分析研究。第一方案采用型钢混凝土柱，第二方案采用圆钢管混凝土柱，通过比较分析，前者柱截面较大，影响了建筑使用面积，且用钢量较多，但对结构整体刚度贡献有所提高。第二方案采用钢管混凝土柱，截面缩小了20％，增加了使用面积，钢材节约20％左右，且施工简单，结构整体刚度满足设计要求，特别是其延性性能优越。通过研究，本工程采用钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架-混凝土核心筒结构体系，使工程经济造价合理，且结构抗震性能达到国内同类高度的超高层建筑水平。     

火灾后型钢混凝土梁受力性能试验研究

进行7个火灾后型钢混凝土梁力学性能试验,考察剪跨比、受火时间对构件破坏形态、截面应变分布、变形性能、剩余承载能力的影响。试验结果表明,火灾后型钢混凝土梁在荷载作用下的破坏形态与常温下基本相同,但是经历火灾高温作用后,型钢混凝土梁出现腹剪斜裂缝的时间提前。火灾作用后发生弯曲破坏的梁,加载初期沿截面高度的应变满足直线分布,应变分布符合平截面假定;大约80%极限荷载后,受到受压区混凝土开裂和型钢受压翼缘与混凝土之间相对滑移的影响,截面受压边缘混凝土的应变增长减缓,截面应变分布偏离直线,平截面假定不完全成立。火灾后型钢混凝土梁的荷载-跨中挠度曲线在试件屈服后都有一段不小的水平段,表明型钢混凝土梁在经历火灾作用后仍具有良好的后期变形能力;同时随着剪跨比的增大,后期变形能力增强。型钢混凝土梁经历火灾高温以后,其承载能力均有不同程度降低,试验结果和我国JGJ 138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》计算结果的对比表明,在本次试验中,梁斜截面抗剪承载力的降低程度在10%～21%之间,正截面抗弯承载力降低程度在16%～19%之间。     

美国冷弯型钢结构的应用与研究情况

一、概述冷弯型钢与热轧型钢的主要区别是 :1 )在室温下弯曲成型 ,截面弯角部分由于钢材的冷弯效应 ,其强度高于平板部分 ;2 )型钢壁厚较薄 ,截面板件宽厚比较大 ,容易出现局部屈曲 ,通常采用有效宽度设计方法利用其屈曲后的强度 ;3)截面成型灵活 ,规格多达千余种 ,截面材料分布合理 ,截面特性系数如惯性矩及抵抗矩相对较高。由于冷弯型钢主要用于优化截面形状而不是增加材料用量来提高构件的承载能力 ,因此冷弯型钢也被称为高效型材。冷弯型钢在房屋建筑中主要用于框架、刚架、桁架、网架、梁、柱等主要承重构件 ,也用作檩条、墙体梁、柱、…     

蜂窝型钢高性能混凝土梁受力性能试验研究

针对不同的型钢保护层厚度、剪跨比、型钢形式以及有无抗剪键这四个因素,对6根蜂窝型钢高性能混凝土梁和1根实腹型钢高性能混凝土梁进行静载试验,以此来探讨这种新型结构的受力性能。试验结果表明:蜂窝型钢高性能混凝土梁符合平截面假定;梁在剪跨比λ≥1.5时的破坏可分为弯剪破坏、剪切劈裂破坏、一般弯曲破坏与弯曲劈裂破坏四种形态;蜂窝型钢高性能混凝土梁的黏结滑移性能明显优于实腹型钢高性能混凝土梁;在蜂窝型钢中加入抗剪键对梁的极限承载力、黏结滑移及挠度变化影响不大;蜂窝型钢高性能混凝土梁的刚度比扩张前的实腹型钢高性能混凝土梁的刚度大,且延性要好;型钢保护层厚度对梁的极限承载力影响较大;梁的极限承载力及开裂荷载与剪跨比有关,具体表现为随着剪跨比的减小而变大。研究将为蜂窝型钢高性能混凝土梁的相关计算理论及工程应用提供参考。     

工字型钢混凝土偏心受拉构件正截面承载力计算

利用OpenSEES有限元程序,研究了轴拉比、型钢强度、纵筋强度、混凝土强度、型钢翼缘面积、型钢腹板厚度、型钢腹板高度、纵筋面积以及截面尺寸等因素对工字型钢混凝土偏心受拉构件正截面承载力的影响。结果表明:截面中型钢翼缘面积、型钢腹板高度、型钢腹板宽度、纵筋配筋率以及截面高度对偏拉构件正截面承载力的影响较大;型钢强度、纵筋强度对承载力的影响相对较小;混凝土强度、构件截面宽度对承载力基本没有影响。将JGJ 138—2012《组合结构设计规范》中型钢混凝土偏拉构件正截面承载力计算公式的计算结果与OpenSEES非线性有限元的计算结果进行了对比,提出了对规范公式的修正建议,并利用有限元模拟结果对修正后的计算公式进行了检验,二者吻合良好。     

新型部分填充钢-混凝土组合梁受剪性能试验及有限元模拟研究

采用合理的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立足尺有限元模型,对新型部分填充钢-混凝土组合梁进行受剪承载力分析。结合试验研究,通过改变剪跨比、型钢强度等级、梁高度、型钢腹板厚度、翼缘栓钉间距等因素对新型组合梁组合截面受剪承载力进行了研究。结果表明,新型组合梁有较好的受剪承载力,混凝土强度等级和新型组合梁高度对峰值承载力的影响不显著,但混凝土显著提高了新型组合梁的整体稳定性;而新型组合梁高度每增加50mm,其峰值剪力值约提高7%～21%;型钢腹板厚度每增大2mm,新型组合梁峰值剪力就提高10%左右,腹板对其受剪承载力影响较大。运用叠加原理,结合腹板、翼缘内侧混凝土、翼缘栓钉和箍筋的受剪贡献,对《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)中组合梁截面受剪承载力计算公式进行了优化。结果表明,修正后的计算公式具有良好精度。     

新型钢木组合楼盖抗弯性能有限元分析

提出一种新型钢木组合楼盖,为研究其钢材规格尺寸对其抗弯性能的影响,采用ABAQUS有限元分析软件对三种不同规格钢材的钢木组合楼盖进行有限元分析。分析结果表明:增加冷弯型钢的腹板高度,钢木组合楼盖抗弯承载能力显著提高31.9%,跨中挠度变形提高12.5%;增加钢材厚度,钢木组合楼板抗弯承载力提高8.73%,跨中挠度变形提高0.73%。冷弯型钢—胶合木组合楼盖有良好的组合效应,并有较好的抗弯性能。     

钢与混凝土联合梁截面的选型

<正> 钢与混凝土联合梁(简称联合梁)在很大程度上发挥了钢结构与钢筋混凝土结构的优点。联合梁不仅刚度大,安全度高,且可节约钢材15～40%左右。但若联合梁的截面选择不当,不仅达不到上述效果,反而会消耗更多的钢材。因此,必须重视联合梁截面的选型问题。本文就此谈谈看法。     

装配式盒式结构中正六边形蜂窝型钢空腹夹层板楼盖动力特性分析

利用ANSYS有限元分析软件求解大跨度正六边形蜂窝型钢空腹夹层板楼盖结构前12阶固有频率,并分析其自振特点,由分析结果可知正六边形蜂窝型钢空腹夹层板楼盖结构自振形式与等刚度实心钢板楼盖结构相似。研究高跨比、上下肋高、上下肋宽、网格尺寸、楼板厚度、周边密柱截面尺寸、边梁截面尺寸和层间梁截面尺寸对正六边形蜂窝型钢空腹夹层板楼盖结构基频的影响,研究结果表明,高跨比、网格尺寸、上下肋截面尺寸和楼板厚度对结构基频的影响较大,为主要影响因素,其他因素的影响可忽略不计。根据主要影响因素拟合基频计算公式,拟合效果较好。     

高层建筑钢结构构件的加工制造——高层建筑钢结构施工讲座之四

高层建筑钢结构的加工、制造,要求比一般钢结构的精度更高,因此应采用较先进的技术装备并在严格的质量管理下进行。目前,我国钢结构工厂为数不多,且多数停留在建厂初期的水平上,生产率平均仅为20t/人·年,大大低于先进国家水平(美国为90t/人·年,日本为76～84t/人·年)。钢结构加工制造,是把钢材(如H型钢、钢板等)加工成能够运输和吊装的梁、柱构件。在现代高层建筑钢结构中,不论其结构体系如何,都广泛采用扩大柱段。依柱子截面的大小,柱段长度一般相当于2～4个楼层高度。例如日本早期的8幢钢结构建筑,柱段长度相当于3～4个楼层,为10.8～14.8m(H型钢的标准长度一般为15m左右)。     

高频焊接新钢材

上海大通钢结构有限公司生产的高频焊接轻型Ｈ型钢产品,是我国建筑构件中新型的结构钢材,具有重量轻、截面性能优良、尺寸精度高、施工方便等特点,与热轧型钢相比,在弹性抵抗矩基本相同的条件下,单位重量轻２０%～３０%,经专家鉴定,该产品达到国内领先水平,是传统的钢混结构的理想替代产品。高频焊接新钢材     

型钢-混凝土组合U型梁在某大型公建中的应用

某大型公建因楼层净高严格受控,大跨度、大荷载的梁截面高度受到限制,普通混凝土梁及常规的型钢组合梁难以满足设计要求,故创造性地发明采用了型钢-混凝土组合U型梁,其结构简单、施工方便、承载力强、可提高抗弯能力、减少钢材消耗量、具有经济节约性、能减小构件25%的自重、缩短工程工期等,并可与任意的钢牛腿连接而实现与次梁的顺利相接。     

钢结构论坛

话题1:关于H型钢与工字钢的讨论整理:王士奇,skyland话题id:5593;380221问题的提出Russell:工字钢与H型钢形状相似,请问在实际运用中如何选择使用?2 H型钢与工字钢的区别Epoxy:工字钢如名所示,是一种“工”字形截面型钢,上下翼缘齐头(图1)。工字钢的翼缘内表面有倾斜度(1∶6),使得翼缘外薄而内厚,这样就造成工字钢在两个主平面内的截面特性相差巨大,在应用中难以发挥钢材的强度特性。H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材,它与工字钢相比有很多区别。首先是翼缘宽,其次,翼缘内表面没有斜度,上下表面平行。H型钢的截面特性要明显优于传…     

内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能研究

为研究内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱的轴压性能，进行了10根内置型钢的圆形截面不锈钢管混凝土短柱和2根圆形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验，并建立其有限元模型，开展了受力机理分析和参数分析。试验和受力机理分析结果表明：设置型钢后圆形截面不锈钢管混凝土短柱的承载力和延性系数分别平均提高了24%和80.3%;峰值荷载作用时，型钢的最大约束应力超过不锈钢管。参数分析结果表明：该类组合柱的承载力随材料强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大，最大提高幅度为36.1%～81.94%;峰值应变随钢材强度或钢管含钢率的增大而增大，最大提高幅度为28.33%～136.09%;轴压刚度随混凝土强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大，最大提高幅度为27.89%～49.1%。提出该类组合柱的轴压承载力、峰值应变和组合刚度的简化模型，简化模型计算值与有限元计算结果及实测结果吻合较好。     

六十米大跨度预应力钢栈桥的模型试验

<正> 在大跨度钢结构中采用预应力技术可以节约钢材,降低造价。预应力钢结构的基本原理是:在钢结构中设置一些用高强度钢材做的预应力筋,同时运用预应力的方法使其充分发挥承载力,结果相当于用高强度钢材取代一部分普通钢材,因而可节约钢材。由于高强度钢材的强度提高率高于价格的提高率,因而也降低了工程造价。一般情况下,预应力钢结构比普通钢结构可节约钢材20%左右。我国从五十年代开始研究这种结构,主要用于各厂矿企业中的运输栈桥。到目前止,全国已建成的预应力钢栈桥不下三四十处,跨度为30～50余米     

预应力型钢混凝土框架结构竖向反复荷载作用下抗震性能试验研究

通过对1榀柱中内置型钢和1榀梁柱均内置型钢的预应力型钢混凝土框架的竖向反复荷载试验, 研究预应力型钢混凝土框架的破坏机制、滞回特性、延性、刚度和耗能等性能。结果表明：预应力型钢混凝土框架梁是梁铰破坏机制,极限状态时 “拱效应”提高了框架梁的承载能力;预应力型钢混凝土框架梁滞回曲线饱满,变形恢复能力小于普通预应力混凝土框架梁;预应力型钢混凝土框架梁位移延性系数均值为4.8,普通预应力混凝土框架梁的为4.18,均有较好的延性;等效黏滞阻尼系数介于0.258~0.323之间,说明2个试件破坏时截面具有良好的耗能能力;参数分析表明,试件延性系数受含钢率影响不大,随内置型钢截面高度与梁截面高度比值增大而增大。