首页期刊导航|建筑钢结构进展
期刊信息/Journal information
建筑钢结构进展
同济大学
建筑钢结构进展

同济大学

李国强

双月刊

1671-9379

steelpro@tongji.edu.cn

021-65980251 65980250

200092

上海市四平路1239号同济大学土木大楼A613室

建筑钢结构进展/Journal Progress in Steel Building StructuresCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊以推动我国建筑钢结构事业的发展,促进相关理论研究及实用技术与新型产品开发,加强国内外学术交流,加快科研成果向生产力转化为宗旨。主要面向建筑钢结构研究设计、制作、安装和施工以及维修防护等相关领域的工程技术人同、高等院校师生和科研工作者。
正式出版
收录年代

    带孔开槽板咬合式连接件钢板-混凝土组合梁抗弯及抗剪性能研究

    黄振宇赵晓龙张维严旭...
    1-15页
    查看更多>>摘要:提出了一种用于钢板-混凝土组合梁的新型带孔开槽板咬合式剪力连接件,以解决钢-混组合结构因界面滑移造成的组合度下降问题.为揭示该新型咬合式连接件组合梁的受力机理,开展了一系列抗弯和抗剪试验研究,以剪跨比、含钢率、混凝土类型、板式连接件厚度及间距为主要参数,分析不同参数对组合梁破坏模式、承载能力和变形延性等方面的影响.研究发现:咬合式连接件能有效提高组合梁的组合度,减小界面滑移,充分发挥钢板-混凝土共同工作效应;所有试件在破坏前均表现出良好的延性;因芯材混凝土材性差异,以超高性能混凝土(UHPC)作为芯材的抗剪试验梁与以普通混凝土作为芯材的抗剪试验梁相比,极限承载力提高了1倍以上,变形延性提升了近5倍.基于破坏机理提出了咬合式连接件组合梁的抗弯承载力及抗剪承载力理论模型,通过与试验结果对比证实了所提出的模型能很好地预测组合梁的极限承载能力.

    组合梁带孔开槽板连接件界面滑移抗弯抗剪承载力

    型钢-钢纤维混凝土局部组合梁性能试验与能耗研究

    伍凯张雁杰刘晓艺陆荟宇...
    16-27页
    查看更多>>摘要:为解决型钢混凝土结构的施工难题,充分发挥材料性能优势,采用钢纤维代替钢筋笼并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁.以组合梁长度、型钢规格、钢纤维掺量和钢纤维混凝土厚度为设计参数,完成了 18个梁试件的性能试验,研究了破坏形态和荷载-挠度曲线,定量分析了试件的总能耗及能耗分布.结果表明:受到弯剪扭耦合影响,型钢-钢纤维混凝土局部组合梁的破坏形态可分类为界面破坏、弯扭破坏和弯曲破坏.多数试件的破坏对称性较好,跨中挠度的增长速率快于分载点处挠度的增长速率;少量试件的破坏严重不对称,破坏集中在单侧弯剪段,导致该侧的挠度增长速率甚至快于跨中的挠度增长速率.发生弯扭破坏的试件的平均能耗不仅小于发生弯曲破坏的试件的平均能耗,甚至小于发生界面破坏的试件的平均能耗.其他设计参数相同的情况下,当钢纤维掺量由0增加到1%时,试件的能耗明显增强,而钢纤维掺量由1%增加到2%时,能耗的增强效果并不明显.弯剪段的能耗更容易受到试件长度的影响,随着弯剪段长度的增加,虽然能耗的范围增大,但试件的峰值荷载降低,弯剪段承受的剪切作用减弱,单位长度的能耗反而有所降低.

    型钢混凝土钢纤维混凝土界面破坏荷载-挠度曲线能耗

    新型自复位耗能钢框架抗震及震后抗火试验研究

    楼挺王伟李俊霖
    28-36页
    查看更多>>摘要:地震易诱发次生火灾从而加剧结构破坏和生命财产损失.自复位耗能钢框架作为一种新型可恢复功能体系,已有研究聚焦其抗震性能评价,但尚且缺乏对其震后火灾下的灾变行为和失效机理的相关研究.针对一种以预应力钢棒和屈曲约束板为自复位和耗能元件的新型钢框架,基于节点试验对其抗震及震后抗火性能进行研究.抗震试验结果表明,设计合理的自复位耗能节点在转角高达6%时,仍可实现预期的损伤集中和震后复位机制.震后抗火试验结果表明,在经历幅值6%的转角变形后,自复位耗能节点仍具备长达1.5h的耐火极限和高于900 ℃的耐火温度.不均匀温度场导致的热效应和材料性能退化导致的机械效应分前后两阶段对结构响应起控制作用.屈曲约束耗能板在灾害序列中始终作为主要损伤构件,并以前序地震损伤更甚的耗能板断裂作为节点在次生火灾下的失效模式.预应力钢棒在地震下发挥重要的复位作用,但在震后火灾中由于热膨胀和高温拉伸的共同作用而最终失效.

    钢框架自复位耗能地震震后火灾多灾种

    螺纹锚固螺栓连接T形节点火灾后受拉性能研究

    陈斌罗忠鹏尤洋王军...
    37-45页
    查看更多>>摘要:通过试验,对新型螺纹锚固螺栓连接T形节点在高温后的拉伸性能进行了研究.此类螺栓直接锚固于带螺纹的螺栓孔内,无需螺帽,非常适合用于闭口截面钢构件的连接.试验采用全周期的加载方式,以考虑火灾高温和荷载大小对节点在火灾后受力性能的影响.对于节点板厚和螺栓直径等参数对节点受灾后受力性能的影响也进行了分析.螺栓孔厚度和螺栓直径共同决定了节点的破坏模式,且对节点的在火灾后的承载力有一定的影响.火灾温度和荷载大小影响了节点的破坏阶段,但是并不改变节点的破坏模式.对于火灾中未发生破坏的节点,极限承载力在冷却后可至少恢复至其常温承载力的80.9%以上,在火灾后仍具有良好的承载能力.

    螺纹锚固单边螺栓高温火灾后残余承载力破坏模式

    波形钢腹板PC组合简支箱梁抗火性能与设计

    沈强郑尚敏程海根沈磊...
    46-53页
    查看更多>>摘要:为研究波形钢腹板PC组合箱梁抗火性能及抗火设计方法,采用ANSYS软件建立热-力耦合分析模型,分析了受火工况下组合箱梁的挠度、侧向位移、钢束张力以及抗弯承载能力的变化规律,并以组合箱梁的挠度和腹板侧向位移为判定指标,提出了一种关于波形钢腹板组合箱梁的抗火设计方法.结果表明:荷载比是影响组合箱梁挠度发展的关键因素;受火全过程中,钢束张力的变化对组合箱梁挠度、侧向位移以及承载能力的变化影响较大;组合箱梁受火初期挠度增长缓慢,在横隔板处形成塑性铰后,跨中挠度快速增大,然后在加载处形成塑性铰,随即组合箱梁因顶板被压碎而破坏;采用抗力准则判断组合箱梁的耐火极限偏于不安全;通过在组合箱梁的波形钢腹板转角处增设立柱,能够减缓组合箱梁挠度和腹板侧向位移的发展,有效提高该类组合箱梁的抗火性能,当无立柱组合箱梁达到耐火极限时,有立柱组合箱梁跨中挠度为无立柱组合箱梁跨中临界挠度的64.3%.研究成果可为该类型组合箱梁的抗火设计提供参考.

    抗火性能抗火设计温度场波形钢腹板组合箱梁

    部分包覆钢-混凝土组合梁抗火性能研究

    叶灵鹏朱浩川肖志斌高博青...
    54-62页
    查看更多>>摘要:为研究部分包覆钢-混凝土组合梁(PEC梁)的抗火性能,基于既有试验建立PEC梁有限元分析模型,对PEC梁高温下的受力性能展开研究,考察防火涂层厚度、截面尺寸等因素对构件温度场的影响,考察荷载比、防火涂层厚度、截面尺寸、纵筋配筋率等因素对构件耐火极限的影响.结果表明:温度越高,构件的跨中变形速率越大;构件的升温速率随截面尺寸和防火涂层厚度的增加而减小;荷载比、防火涂层厚度和截面尺寸是影响PEC梁耐火极限的主要因素.在参数分析的基础上,提出PEC梁耐火极限计算公式,计算结果与数值模拟结果的误差在5%以内,因此该公式可为PEC梁的抗火设计提供参考.

    部分包覆-钢混凝土组合梁防火涂层抗火性能温度场耐火极限

    钢板-混凝土组合梁桥的活载结构效率指数研究

    熊治华刘旭尧朱厚达刘玉擎...
    63-73页
    查看更多>>摘要:为综合考虑钢板-混凝土组合桥梁的工程经济性和整体刚度,并对其量化评估,引入一种新的评价指标——活载结构效率指数(ILLSI).该指数结合了桥梁结构的用钢量和活载作用下的挠度.对简支方案和连续方案下的IILSI计算公式进行了理论推导,并与数值计算结果进行了对比验证.以交通运输部发布的《装配化工字组合梁钢桥通用图》为蓝本,采用ILLSI评价指标分别对双主梁、四主梁、五主梁方案进行评估,提出了ILLSI指数95%的置信区间.结果表明:对于ILLSI指数95%置信区间,在跨径为20~40m时,双主梁简支方案为77.45~217.38m·kN-1,四主梁简支方案为39.04~120.80 m·kN-1,五主梁简支方案为35.27~117.57 m·kN-1;在跨径为30~60 m时,双主梁连续方案为101.60~339.93 m·kN-1,四主梁连续方案为55.15~174.96 m·kN-1,五主梁连续方案为52.94~165.58m·kN-1.当跨径一定时,双主梁方案的ILLSI指数大于多主梁方案的ILLSI指数,四主梁方案的ILLSI指数略大于五主梁方案的ILLSI指数,但二者相差较小;工字钢-混凝土组合主梁的应力占比随ILLSI指数的增大而减小,且呈幂函数的变化规律;双主梁、四主梁、五主梁简支方案的ILLSI指数95%置信区间所对应的应力占比区间平均值为35%~67%.

    工字形钢板组合梁桥工程经济性活载结构效率指数应力占比评价指标

    基于NSG A-Ⅱ的开口肋钢-UHPC组合桥面多目标优化

    向泽祝志文
    74-81页
    查看更多>>摘要:为研究开口肋正交异性钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面的疲劳性能,通过子模型法建立实体-壳单元有限元模型,获得了轮载作用下疲劳敏感细节的应力响应.分析得出,所有疲劳细节应力水平均不大,除了纵肋-横隔板接头处横隔板细节属于有限寿命外,其余疲劳细节均可实现无限寿命.结合试验设计与响应面法,得到了横隔板侧细节应力幅的构造参数回归模型,可不开展数值分析,立即提取给定构造参数下的横隔板侧细节应力幅.为进一步实现横隔板侧细节的无限疲劳寿命设计,采用NSGA-Ⅱ算法对结构开展多目标优化.通过Pareto前沿面得出:横隔板侧应力幅越小,结构重量越大.在结构重量较小的条件下,能够实现无限疲劳寿命的设计参数为面板厚度10 mm、横隔板间距2.4 m且厚度不低于12 mm.

    正交异性桥面响应面法疲劳寿命NSGA-Ⅱ应力幅UHPC组合桥面多目标优化

    薄壁截面剪切系数计算的平面薄壁单元法

    刘耀鹏邢佳乐白伦华李帼昌...
    82-89页
    查看更多>>摘要:剪切系数对于准确计算大高跨比薄壁构件的力学响应至关重要.为实现薄壁截面剪切系数的高效计算,提出一种新的薄壁单元法.首先,介绍计算任意截面剪切系数的平面翘曲单元法,该方法以截面翘曲位移为自由度,通过能量原理进行求解.针对薄壁截面剪切系数,对薄壁板段引入忽略板厚方向翘曲位移不均匀性的假设,重新构造适宜快速建模及解算的一维薄壁单元.以2自由度薄壁单元为例,进行了程序实现.最后,采用ANSYS截面分析模块(基于平面翘曲单元法)与所提出的薄壁单元法分析了常用开口与开闭口薄壁截面的剪切系数,验证了所提出方法的准确性.

    薄壁截面截面剪切系数平面翘曲单元薄壁单元能量原理

    超大不等跨度、不等跨间距预应力变截面管桁架结构同一胎架累积滑移施工方法

    郑涨潮尹恒任鸾杰吕鑫...
    90-100页
    查看更多>>摘要:靖江市某料场封闭工程屋盖结构为大跨度变截面(矩形截面+倒三角截面)钢桁架结构,共有5种典型跨度(174 m、170 m、182m、168m和113 m),4种典型跨间距(14m、15 m、16 m和18 m),此工程施工要求不得影响厂内生产,作业场地有限,故采用预应力桁架累积滑移施工技术.针对超大不等跨度、不等跨间距桁架的预应力桁架滑移施工需多次进行滑移胎架拆搭的问题,提出一种不同跨度、不同跨距同一胎架累积滑移施工方法,以解决不等跨度、不等跨距预应力变截面管桁架结构同一胎架累积滑移施工困难的问题,可供类似工程施工参考.

    不等跨度不等跨间距预应力同一胎架累积滑移施工变截面管桁架