BIM技术在超高层型钢混凝土梁柱节点深化中的应用研究

随着施工技术的不断革新、发展,BIM技术越来越多地应用到施工中,通过对超高层型钢混凝土梁柱节点施工过程中的施工重难点进行分析,利用BIM三维建模技术,结合福清利嘉中心二期项目,工程首次采用超高层型钢混凝土结构,型钢混凝土梁柱节点连接质量把控是工程型钢混凝土结构施工的重点、难点。通过数据汇总,采用"5W+1H法"分析型钢混凝土梁柱节点连接中影响施工工艺参数的重要因素,并结合具体数据、BIM建模对梁柱节点施工进行深化设计,进而指导施工,提升施工质量。     

半刚性连接钢框架内力及侧移的近似计算

考虑梁柱连接的半刚性及P-Δ效应,对结构力学中的弯矩二次分配法和D值法进行修正。采用三参数力学模型模拟半刚性钢框架梁柱节点梁的弯矩-转角性能,用螺旋弹簧模拟节点连接的半刚性,推导了杆端弯矩,转动刚度,传递系数的计算公式。对梁柱刚度进行修正,提出半刚性连接钢框架内力及侧移的近似计算方法。算例表明,梁柱连接的半刚性使结构的内力发生重分布,P-Δ效应使层间侧移增大,设计时必须考虑连接的半刚性及P-Δ效应的影响。本文方法简捷明了,满足精度要求,便于工程实际应用。     

钢管混凝土柱-钢梁双侧板贯穿式节点力学性能有限元分析

钢管混凝土柱和钢梁组成的组合结构凭借其优越的力学性能和抗震性能,在实际工程中得到广泛的应用。节点的构造形式决定了梁柱连接处内力的传递方式。因此,对构造简单,受力合理的节点进行研究,是推动钢管混凝土柱-钢梁组合结构应用和发展的关键。     

钢筋混凝土梁柱节点最新抗剪通用分析模型的修正

研究目的:更好地在我国应用最近在美国混凝土学会的《结构学报》上发表的钢筋混凝土梁件节点抗剪通 用分析模型。 研究方法:通过整理我国的不同类型梁柱节点试验实测的抗剪承载力数据,对该抗剪通用分析模型进行了 检验和修正。另外对节点的配箍率、梁纵筋配筋率、轴压比等参数对于节点抗剪强度的影响趋势进行了分析。 研究结果:检验结果表明,虽然这个节点抗剪通用分析模型的预测结果与我国梁柱节点的试验数据相比基 本上符合,但也存在着根据该抗剪通用分析模型估算的节点抗剪承载力结果有时会明显偏于不安全。 研究结论:根据我国梁柱节点研究组的不同类型梁柱节点的检验结果,对该分析模型中几个系数提出了改 进的建议,修改后公式的计算结果与试验结果比较接近,且便于安全。     

钢纤维混凝土在高层建筑抗震结构中的应用研究

分析了高层建筑结构设计的特点和钢纤维混凝土的性能,阐明了钢纤维混凝土在增强高层建筑结构构件(如梁柱节点、柱子、深梁、扁梁柱节点、桩基承台、屋面板、转换梁、筏形基础等)的力学性能和变形性能方面的显著作用,对钢纤维混凝土在高层建筑抗震结构中的应用研究进行了综述。     

型钢混凝土结构构造节点做法

型钢混凝土结构是在型钢结构的外面包裹一层混凝土外壳形成钢-混凝土组合结构,相比其他结构型钢混凝土结构承载力更强、耐火性、耐久性能更加优异,同时具有良好的抗震性能。介绍了型钢混凝土结构中梁柱构造做法及梁柱节点的构造做法。     

梁柱节点混凝土不等强施工技术

针对梁柱混凝土等级不同,介绍梁柱节点混凝土不等强的处理方法和不同处理方法的特点。     

树状结构柱内力特性及整体设计分析

采用有限元方法分析几何参数对树状结构节点承载力的影响,得到节点尺寸参数的最佳取值范围,并拟合出树状结构节点的承载力公式。通过逆吊递推找形设计方法设计整体树状结构,计算分析屋面梁悬挑长度和树状柱间屋面梁跨度的相对大小对其内力分布的影响,得到两者最佳比值范围。同时验算树状结构节点的受力情况,拟定设计公式中安全系数的最佳取值。根据拟定的安全系数值设计整体结构并验算其力学性能及对应节点的受力情况。计算结果表明:若树状柱两侧局部刚度一致,除最上一级分枝外,按逆吊递推找形法得到的结构对应的安全系数应取4;需增加悬挑长度的结构,安全系数应取5;最上一级分枝的安全系数应较其余分枝大1。根据节点承载力公式设计得到的树状结构,具有较大的刚度,可用于实际工程。     

基于型钢混凝土组合结构施工技术研究

型钢混凝土组合结构满足提高强度、减少构件截面尺寸的特点,具有增加使用空间、提高工程质量的优点。型钢混凝土组合结构的梁柱节点作为施工难点,极易造成质量隐患、影响工程进度。依托某项目进行研究,采用Tekla Structures三维建模进行施工模拟,立体直观反映梁柱节点的型钢与钢筋的位置关系,进行碰撞检查,优化施工方案,提高工程质量,促进施工进度,满足绿色施工要求。取得显著经济效益和社会效益,该技术可广泛应用于跨度或超高层结构中,具有很强的推广与应用价值。     

2种不同构造形式的钢-混组合桁架节点试验研究

钢-混凝土组合桁架是一种由钢腹杆和混凝土弦杆组成的新型结构形式。进行了2种不同构造的节点模型试验,介绍了试验方法和结果,描述了节点在加载过程的力学行为,对比了不同节点的受力性能、承载力和破坏模式。试验结果显示节点的失效模式可能有:混凝土开裂破坏、节点板屈曲和受拉钢腿螺栓滑移。应用有限元软件ABAQUS对试件进行全过程数值模拟分析,对比不同的有限元分析结果,明确了不同节点的薄弱部位。研究成果可以为该实际工程和同类工程节点设计提供试验参考和理论依据。     

车辆装配前铝合金焊缝节点结构疲劳试验研究

铝合金焊缝节点结构作为车体结构中的重要组成部分,车辆装配前对焊缝节点结构强度进行研究具有重要意义。为了掌握铝合金焊缝节点结构的疲劳强度性能,选取实车中出现疲劳裂纹破坏的典型节点部位制作标准件进行疲劳试验;根据试件与实际车体疲劳破坏位置的应力分布趋势一致的原则,设计了两种典型焊接形式的标准件结构模型,并且确定了疲劳试验的加载方式以及试验工装设计,给出了试验模型的疲劳破坏位置以及通过成组试验获得的典型节点形式的S-N(应力-寿命)曲线。同时利用非线性有限元方法对铝合金焊缝节点结构进行疲劳强度计算,将计算结果与试验结果进行对比分析,验证了所采用有限元计算方法的准确性和普遍适用性。     

单节理岩体强度试验研究

从理论和经验两方面阐述单节理岩体的强度特征及其确定方法,结合实际的隧道工程岩体,对加工制备的5组完整岩石和含单节理岩石样品进行室内轴向压缩强度试验,应用基于细观离散的三维颗粒流程序PFC3D仿真室内试验结果,从而确定出数值试验中相应岩石和节理的基本细观输入参数。在此基础上,通过对实际工程进行地质调查构建节理岩体结构的理想地质模型,输入岩石与节理的基本细观参数,实现对大尺度单节理岩体进行数值预测的强度试验,并获得实际工程岩体的应力—应变关系及相关的强度特征。试验研究表明:节理的存在降低岩体的强度,改变岩体的延性;岩体中同组的不同节理间存在相互的强度弱化作用,作用的结果导致岩体的总体强度下降,因此简单地分步应用单节理理论预测含多节理的岩体强度是不可行的;基于岩体结构,应用室内试验与数值试验相结合确定大型节理岩体强度的方法是可行的。     

提高隧道止水带安装质量的方法

隧道施工缝为隧道衬砌最薄弱部位,其防水效果直接影响到结构的耐久性及后期运营的安全性,尤其是电化铁路,对隧道渗水要求极为严格。一般隧道设计施工缝防水为"三防",纵向施工缝采用背贴式止水带、钢边止水带,环向施工缝采用中埋式止水带。施工过程中由于施工工艺、工人技术水平、保护措施不到位等原因,止水带的安装经常出现安装线形不顺直、埋设位置偏移、止水带破损等质量问题,严重影响防排水效果。在采用测量定位、钢筋卡固定、垫层施工后,止水带施工质量可有效提高。     

附加张力装置对注浆式榫槽接头力学性能的影响研究

为研究注浆式榫槽接头附加张力装置的作用特性,在论述接头附加张力装置构造的基础上,基于接头试验结果分析加力棒位于不同受力性质区域的特性,明确附加张力装置的作用是延缓破坏和增加接头延性;然后,以长春装配式地铁车站结构为例,对其所采用的各种类型接头的附加张力装置进行实际作用分析;最后,基于注浆式榫槽接头算法针对不同附加张力装置的设置从预紧力大小和加力棒位置两方面对接头承载性能影响进行研究。结果表明：对于设置附加张力装置的接头,建议将加力棒设置在受拉侧,轴力较小时,适当增大加力棒预紧力值可以提高接头后期承载能力;较大预紧力值对接头承载非线性段起到明显作用,但对线性段影响甚微。对于附加张力装置在受拉侧接头,当预紧力足够大时,接头构造允许范围内将加力棒设置在距中心轴一定距离处能够发挥加力棒对接头后期承载的提升作用;对于附加张力装置在受压侧接头,应避免较大加力棒预紧力并尽量设置在距离中心轴较近位置。     

列车撞击作用下盾构隧道管片接头错动和张开分析

建立盾构隧道三维数值模型,在管片内侧施加特定速度和角度的列车脱轨撞击荷载,获取与被撞击块相连6颗螺栓所在位置的接头错动及张开量时程曲线。通过对比分析在撞击过程中不同位置接头的错动和张开量变化趋势以及出现的最大张开、错动量,揭示在列车小角度撞击作用下盾构隧道管片接头张开和错动特性。结果表明:在速度200 km/h列车斜向12.5°撞击作用下,各螺栓位置的管片接头均出现不同程度的张开和错动,在撞击过程中各位置接头出现的最大错动量均远远超过实际工程中的限值;相对于管片接头的错动,撞击作用所造成的各位置接头平均张开量相对较小,某些位置接头在整个撞击过程中始终未发生张开。研究所得结论对盾构隧道的结构防撞和防水设计具有一定的参考价值。     

隧道初期支护型钢格栅节点受力性能影响研究

初支二衬连拱隧道新型支护体系支护结构中钢架连接节点处为钢架的受力薄弱点,在隧道施工中应加强关注,但是,目前节点连接对于隧道初期支护钢架整体受力性能的影响仍不清楚,需要通过试验进行研究。基于此问题,按照初支二衬连拱隧道初期支护形式设置型钢、格栅分节及不分节四类构件,进行室内加载试验,研究设置节点对初期支护结构的力学性能影响,得到如下结论:设置节点会导致减小结构极限承载力,降低结构的强度、刚度,构件整体性下降;削弱型钢、格栅自身性能,降低型钢、格栅与混凝土间的协同作用,混凝土提前脱离工作;开裂提前,裂缝开裂、构件变形程度加重,构件出现斜拉破坏;对型钢混凝土类初期支护构件的影响要更显著,从结构内部来看,该影响体现在对钢架的影响。     

基于现场监测的注浆式单榫接头性能分析

基于国内在长春地铁2号线预制装配式地铁车站结构的现场施工和运营全过程监测数据,对位于拱脚的注浆式单榫接头进行内力和变形分析,研究注浆式单榫接头在不同阶段的性能,并与数值计算值进行对比分析。结果表明：拼装成环之后,接头的凹凸榫彼此咬合,榫头表现出弯曲作用;覆土回填之后,接头以抵抗矩作用为主;覆土回填以及水位恢复对接头变形和受力起到正向作用;施工扰动结束直至通车运营之后,测试结果较为稳定,注浆式单榫接头整体内力和变形较小,安全余量较大。     

管片错台对盾构隧道接头 力学性能的影响机理

为分析管片错台对隧道结构受力性能影响。本文以某越江地铁盾构工程为依托,建立了管片接头三维精细化数值分析模型,结合等效荷载施加方式,重点分析了管片不同错台状态下接头螺栓、管片接触面的受力演变规律,揭示了管片错台对对盾构隧道接头力学性能的影响机理,得出的主要结论有：随着错台量的增大,接头螺栓与螺栓孔间接触关系发生连续改变,影响接头螺栓受力性能;错台量越大、接头螺栓受力越大,受力集中部位从螺栓中部向螺栓两端转移,且接头螺栓所受剪应力明显增加;随着管片错台量的增大,管片接缝面混凝土实际应力发生了重分布,受力较大区域均向螺栓孔处汇集,最大、最小主应力极大值均处于螺栓孔内壁处。研究成果为盾构管片结构设计及整体安全性分析具有重要借鉴作用。     

横梁与系杆"丁"字型接头空间应力分析

结合一座正在建设的三跨连续中承式系杆钢桁拱桥的“丁”字型接头,对比了不同结构形式接头的构造。并以某一在建桥梁的“丁”字型接头为例,介绍了进行有限元局部分析时的两步分析法的优点及具体思路,采用大型通用工程软件用两步分析法计算分析了“丁”字型接头的局部应力分布特征及其传力特性,对该接头的结构构造及其细节的合理性作出了分析和综合评价。结果表明:该接头结构构造合理,受力状态安全,其结构构造可被借鉴应用于类似桥梁的工程设计中。     

高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高温变形及损伤机理研究

为研究CRTSⅡ型板式无砟轨道在系统升温及温度梯度共同作用下的温度变形特征及损伤失稳机理,采用有限元分析手段,建立连续12块板总长度约80 m的轨道结构理论分析模型,提出接缝处的钳口形受力机制,并分别对窄接缝均匀和不均匀损伤条件下轨道结构的温度变形特征进行计算分析。结果表明:钳口效应将加速窄接缝的压溃;不同的接缝损伤工况组合引起不同形态的轨道结构变形;板端偏压力线上移进入宽接缝内容易导致板端劈裂。