2024年, 第26卷, 第12期　
刊出日期：2024-12-25

  

• 全选
  |

• Select
  T形方颈单边螺栓连接钢梁-方钢管柱节点试验研究

  王新华, 孙乐乐, 王培军

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 12-23. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  T形方颈单边螺栓是一类新型单侧安装紧固件，可用于闭口截面钢构件连接，其构造简单、安装便利、无需额外的安装辅助工具，能够适应现场粗放的施工方式，具有较大的应用潜力。对4个T形方颈单边螺栓连接钢梁-方钢管柱节点和1个传统螺栓连接节点开展了单调荷载下的静力性能试验研究，探讨了长圆形螺栓孔布置方案以及设置端板加劲肋和钢管柱内灌注混凝土这两种加强措施对节点结构响应的影响。研究了T形方颈单边螺栓连接节点的破坏模式、转角-弯矩关系、关键部位转角-应变关系、各部位屈服顺序等，揭示了此类节点的工作及破坏机理。结果表明此类连接具有与传统螺栓连接节点相似的破坏模式、相近的初始刚度，以及不低于85%的全生命周期内承载力。
• Select
  双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱轴压力学性能试验研究

  张帅, 高剑平, 应宗豪, 曹忠民

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 24-34. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钢筋混凝土（RC）桥柱的锈蚀问题直接危及桥梁的安全性和使用寿命，必须同时采取腐蚀防护和加固措施。提出采用双相不锈钢套管加固锈蚀RC桥柱，为研究其轴心受压力学性能，对10根双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱、2根低碳钢套管加固锈蚀RC短柱和4根未加固RC短柱对比试件进行了轴心受压试验，获得了试件的破坏形态和荷载-位移曲线。在此基础上分析了钢筋锈蚀率、钢套管壁厚、钢套管材质和填充混凝土类型（自密实自应力混凝土和自密实混凝土）对试件轴压力学性能的影响规律，并推导了双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱轴心受压承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合良好，可为实际工程应用和后续研究提供参考。研究结果表明，加固试件呈现出两种破坏形态：（1）双相不锈钢套管中上部或中下部局部鼓曲破坏；（2）双相不锈钢套管中上部局部鼓曲的同时发生局部屈曲失稳破坏；加固柱的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线和承载力受双相不锈钢套管壁厚和钢套管材质影响较大，而受钢筋锈蚀率和填充混凝土类型影响很小；双相不锈钢套管可以非常显著地提高锈蚀RC柱的承载力和变形能力，并且承载力随套管壁厚的增大而增加。在其他条件相同的情况下，双相不锈钢套管加固试件比低碳钢套管加固试件的承载力提高幅度更大。
• Select
  双阶自复位防屈曲支撑滞回性能参数分析

  王涛, 潘雨桐, 孟丽岩, 刘吉胜, 孔涛

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 35-50. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  传统防屈曲支撑（BRB）在小震下仅为结构提供刚度不提供阻尼，在大震下易产生较大残余变形。为弥补BRB的上述缺陷，提出一种新型双阶自复位防屈曲支撑（DY-SCBRB），在小震下支撑提前屈服耗能，为结构提供附加阻尼，在大震下支撑进一步耗能并为结构提供复位能力。通过对DY-SCBRB的构造分析，厘清支撑工作原理并建立支撑力-位移滞回关系恢复力模型，支撑双阶耗能特性和自复位能力得到了有效验证；采用ABAQUS软件对DY-SCBRB进行静力加载，分析与验证其滞回性能，找到支撑第一刚度比β₁、第二刚度比β₂、复位比α_c和屈服位移比α_yc对DY-SCBRB滞回性能的影响规律，给出支撑性能参数的取值建议，研究结果表明：DY-SCBRB不仅具有显著的双阶耗能特性，可以实现不同水平地震下的全阶段耗能，而且自复位能力强，能够大大减小结构的震后残余变形；增大β₁和β₂可以提高支撑最大承载力，β₁和β₂越小，支撑耗能能力越强，β₁和β₂的变化对支撑初始刚度和复位能力无影响，β₁和β₂分别建议取0.78～1.58和0.006～0.014；增大α_c能够提高支撑初始刚度和复位能力，减小α_c有利于增强支撑在小震下的耗能能力，α_c建议取0.75～1.25;α_yc越小，支撑综合抗震性能越好，α_yc建议取0.5～1.5。
• Select
  内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体抗剪性能研究

  钱浩凯, 王春刚, 张壮南, 刘淦

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 51-61. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于蜂窝夹心冷弯薄壁型钢组合墙体的优势，提出了一种内置蜂窝芯-钢管暗柱冷弯型钢组合墙体，实现了框架柱与墙体的一体化设计。为了研究该组合墙体的抗剪性能，采用ABAQUS软件建立了组合墙体的有限元模型，并分析了两端暗柱对组合墙体破坏模式和受力机理的影响；通过改变内置蜂窝芯与钢管暗柱的连接方式、自攻螺钉布置和暗柱与边立柱壁厚比等参数进行了墙体抗剪性能的变参数分析。研究结果表明：两端增设钢管暗柱可以更好地发挥蜂窝芯的抗剪作用，抗剪承载力提升了22.50%；通过加强内置蜂窝芯与暗柱的连接可以有效提高墙体的抗剪承载力和刚度，且在墙体宽度方向上进行连接整体效果最佳；加密导轨处的螺钉可以有效提高墙体的抗剪性能；在一定范围内降低暗柱与边立柱壁厚比可以改善墙体延性，但对抗剪承载力影响不大。此外，采用“等安全系数”原理，初步确定多遇地震作用下墙体的抗剪承载力设计值。
• Select
  基于“板-梁”理论的FGM三角形截面梁组合扭转研究

  张文福, 邵琰皓

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 62-70. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  三角形截面梁因其优异的力学性能，在工程领域得到了广泛应用。功能梯度材料（FGM）也因其可根据材料功能来设计材料性质单向或双向变化的特点，表现出优异的性能，具有广阔的应用前景。以FGM性质沿板件宽度变化的三角形截面悬臂梁为例，当其受到端部集中扭矩作用时，基于“板-梁”理论及相关假设，推导了该悬臂梁组合扭转的总势能和总应变能表达式，给出了三角形截面的翘曲刚度和自由扭转刚度；建立了能量变分模型，并依据能量变分原理，进一步得到了能量微分模型，最后求解得到了三角形截面悬臂梁在端部扭矩作用下的最大扭转角表达式；采用有限元软件ANSYS建立了相应的有限元模型并进行了求解，将有限元结果与理论结果进行对比，验证了“板-梁”理论的正确性。
• Select
  不同畸变研究方法在薄壁箱梁畸变计算中的差异分析

  王兆南, 张元海

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 71-79. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为揭示偏心竖向荷载作用下薄壁箱梁的畸变，基于能量变分原理和箱梁各板件的静力平衡分析，给出优化后箱梁畸变研究的3种方法。推导出各方法研究梯形截面箱梁畸变解析计算式的普遍形式，得到相应的四阶畸变控制微分方程。对各畸变研究方法采用典型数值算例进行验证，研究结果表明：优化后的各畸变研究方法计算的畸变翘曲正应力值与文献数值相差很小，各方法之间误差最大不超过5.39%，方法 2和方法 3计算结果误差很小可忽略；各方法计算的矩形截面箱梁的畸变扇性坐标值均相等，梯形截面箱梁的畸变扇性坐标值则不同；畸变翘曲惯性矩和框架横向抗弯惯性矩的计算值大小与畸变分析过程有关；仅有端隔板的简支箱梁在畸变集中荷载作用下，靠近梁端的区域存在反向畸变变形。
• Select
  大跨越钢管塔复杂管板-相贯节点承载力计算方法

  孟宪乔, 张树林, 郑治祥, 李正良, 刘红军

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 80-94. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以白鹤滩—浙江±800 kV特高压直流输电线路安徽池州段长江大跨越钢管输电塔为工程背景，对输电塔塔头下横担与主管连接的复杂管板-相贯节点的受力性能进行了研究。建立了节点有限元模型并对模型的合理性进行了对比验证，进一步地，对节点关键性几何尺寸进行参数化分析，研究其对节点承载力的影响。结果表明，节点水平支管和斜管承载力的最主要影响因素分别为水平支管几何尺寸和斜支管连接节点板厚度。在此基础上，采用节点逐层拆分方法进行了承载力推导并给出了节点承载力建议计算公式，公式结果与节点实际承载力的误差在12%以内，可为该节点的实际工程应用提供参考。
• Select
  矩形管翼缘开孔波纹腹板钢梁抗剪性能试验研究

  曹艺濒, 蒲万丽, 邵永波, 邓皓, 黄超

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 95-107. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究矩形管翼缘开孔波纹腹板钢梁的抗剪性能，设计完成了4个试件的受剪试验。通过分析试件的破坏模式、荷载-位移曲线和关键区域的应变发展规律，研究了试件的抗剪性能、极限承载力及波纹腹板在开孔后分担的剪力比例。利用ABAQUS软件进行了数值模拟，并将模拟结果与试验结果进行对比，验证了有限元模型的准确性。研究了腹板几何初始缺陷和开孔偏移对抗剪承载力的影响。结果表明：矩形管翼缘开孔波纹腹板梁具有较好的延性性能，其抗剪承载力会随着开孔孔径的增大而降低，腹板波纹越密集，抗剪承载力越高；开孔横向偏移对抗剪承载力的影响不明显；提出了针对该梁的波纹腹板剪力分配比例近似计算公式；腹板的几何初始缺陷对抗剪承载力的影响可忽略不计。
• Select
  开合屋盖结构闭合全过程模拟及参数分析

  衡会, 汪凯超, 徐光明, 冯龙, 查晓雄

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 108-117. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究活动屋盖运动时的动力作用对固定屋盖的影响，并进一步探究不同工况、屋盖运动特性以及活动屋盖与固定屋盖间接触的光滑度对固定屋盖的影响，分别在瞬态分析和静力分析中采用移动质量法对活动屋盖的闭合进行了全过程模拟，对比了两种分析方法的计算结果，并对瞬态分析模型中的4种参数（活动屋盖质量M、台车启动加速度a和最大运行速度v、台车-轨道间的摩擦系数μ）进行了分析。结果表明：活动屋盖对固定屋盖的动力作用使固定屋盖的跨中竖向位移至少增加了2.0 mm；活动屋盖启动瞬间会引起固定屋盖产生一定的晃动，且晃动幅值会随着参数M、a和μ的增大而增大；上述4种参数会显著增强固定屋盖的振动响应，其中参数v对振动响应的影响最为显著，其次是参数M。因此在运行过程中，台车启动后应一次运动到位，避免多次启动，且启动加速度和最大运行速度不宜过大；应避免在积雪情况下开启和闭合活动屋盖，须保持台车与轨道间的光滑度。
• Select
  多舱体系钢结构变电站附加防火层耐火性能试验研究

  陈锡祥, 刘志祥, 穆弘, 范亚斌, 靳幸福, 张金锋, 刘超, 王勇, 陈琛, 朱劭骏

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 118-125+138. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为保证多舱体系变电站的钢结构预制舱单元在主变压器火灾下的安全性，提出了一种以蒸压轻质混凝土板作为围护材料的附加防火层构造；该构造基于建筑工业化的发展背景，不仅可在工厂预制，现场施工亦简单快捷。基于碳氢化合物火灾升温曲线，对既有多舱体系变电站所采用的复合墙体及所提出的附加防火层构造进行了时长为3 h的受火试验；其中，5个附加防火层试件的设计考虑了重复受火、钩头螺栓锚固长度、板厚、干密度等级、板材连接方式等参数的影响。结果表明，由于热桥效应，复合墙体试件中的构造钢柱所对应的背火面测点温升在107 min后达180℃，无法满足该场景下的隔热性要求；采用所提出附加防火层构造的试件在受火3 h后均可满足隔热性和完整性要求，其中齐口连接形式的最不利试件背火面测点最高温升为143.8℃。另外，齐口连接方式较错口连接方式在隔热性及施工便利性方面均具有优势；较短的钩头螺栓锚固长度有助于降低热桥效应；更高的干密度等级有利于提升耐火性；100 mm厚的ALC板已经具有足够的安全冗余。
• Select
  Ⅱ型套筒灌浆搭接接头单向拉伸力学性能研究

  尹喜慧, 田川江, 余琼, 郭霖, 谢青海, 许志远

  建筑钢结构进展. 2024, 26(12): 126-138. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.12.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究Ⅱ型套筒灌浆搭接接头（简称APC接头）单向拉伸力学性能，基于ABAQUS软件提出一种带肋钢筋精细化显式动态模型，模拟分析了钢筋位置、套筒壁厚、搭接长度等对试件破坏模式、承载力、延性和套筒应变等的影响。结果表明：试件破坏形式、荷载-位移曲线、承载力和延性均与试验结果吻合较好，验证了精细化模型的准确性；后插入钢筋紧贴预留钢筋布置于套筒轴线时试件极限承载力和延性最大，后插入钢筋紧贴套筒偏心布置时试件极限承载力最小；近钢筋侧套筒中部纵向应变值大于远钢筋侧应变值，而环向应变则相反；试件承载力随套筒壁厚的增大而增大，建议套筒长边及短边壁厚分别取为8 mm和4 mm；套筒长边壁厚小于8 mm时，增大套筒壁厚可有效降低套筒环向应变；钢筋发生拉断破坏前，随着搭接长度的增加，试件承载力及延性增大；随着搭接长度的增加，套筒短边纵向应变先增大后减小，长边环向应变逐渐减小；C30混凝土可满足接头的防偏转要求；提出了Ⅱ型APC接头的黏结强度计算公式及临界搭接长度公式，研究成果可为Ⅱ型APC接头的设计提供理论基础。