某钢结构门式刚架厂房加固改造设计研究.pdf
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2、较原柱提高 的受压承载力,位移延性系数提高 ,初始刚度提高 ,可作为新型加固方法。关键词:门式刚架;结构加固;钢管混凝土柱;贴焊连接中图分类号:犜 犝 文献标识码:犃 引言一般情况下,门式钢架厂房常因雪荷载超重,使得彩钢板、檩条、钢梁、钢柱发生损伤或破坏按目前的规范要求,建筑空间可利用时,可采取调整结构内力分布的方法,通过增设柱,削弱待加固柱的内力,使得加固后的结构和构件达到新的平衡状态对于单独的构件钢柱,常采用粘贴钢板、外包混凝土等方法提高其受压承载力施澄宇提出厂房加固设计的若干问题,结合工程实例从整体、构件设计及施工方面对厂房进行加固设计阳旭等提出一种外包混凝土的组合加固节点,并用有限元软
3、件计算了节点的可行性杜宜军、杨随新等使用 对实际工程进行了改造后的整体抗震验算、构件的强度复核刘斐然等通过 布加固型钢柱,推导了偏压型钢柱经碳纤维增强复合材料加固后极限承载力计算公式殷占忠等对加固后的型钢部分外包混凝土柱进行单向轴压试验,研究表明,组合柱承载力和刚度均较高钟千对型钢进行翼缘贴钢加固,研究表明,粘钢加固法可大幅提高轴压承载力本文结合某钢结构门式刚架改造工程,抽取其中一根承受轴压力的型钢柱进行分析使用 建立该型钢柱未加固、采用粘贴钢板加固法和贴焊预制钢管混凝土柱的三个模型,进行静力加载,观察三者的破坏类型,得出荷载位移曲线、荷载挠度曲线,并计算、对比三者的受压承载力和位移延性系数为
4、贴焊预制钢管混凝土柱加固型钢柱的推广提供参考 工程概况该门式刚架钢结构厂房因雪荷载超重,使屋面发生局部垮塌,相关檩条、梁、柱皆受到一定程度损伤其中一型钢柱截面尺寸为 ,长 ,材料为 ,两端铰接该钢柱因受屋面垮塌影响及使用功能重新调整,使得荷载增大据规范,改造时对该柱采用外贴 厚钢板的加固方法,使用 验算满足内力、变形等要求在贴焊预制钢管混凝土柱的加固法中,四根预制钢管混凝土柱与型钢沿纵向通过结构胶与焊缝连接本文研究的三种钢柱截面如图所示第 卷 第期 年月河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报犑 犗 犝 犚 犖 犃 犔犗 犉犎 犈 犅 犈 犐犐 犖 犛 犜 犐 犜 犝 犜 犈犗 犉犃 犚 犆 犎
5、 犐 犜 犈 犆 犜 犝 犚 犈犃 犖 犇犆 犐 犞 犐 犔犈 犖 犌 犐 犖 犈 犈 犚 犐 犖 犌犞 狅 犾 犖 狅 犑 狌 狀 图钢柱截面 有限元模型 模型建立三个模型均采用:建模,型钢、外贴钢板、方钢管采用壳单元(),混凝土采用实体单元()模型参数见表本次分析采用显示动力学模块,准静态分析三个模型在位移控制条件下的受力过程钢管与核心混凝土的接触设置为硬接触,摩擦系数取为 ;钢柱与外贴钢板、钢柱与钢管混凝土柱均设为绑定连接柱下端均设为铰接以限制三向线位移,柱上端限制、向线位移和绕轴的转动对柱顶板形心位置施加 的压缩(向)变形三个模型的网格划分,兼顾计算持时与精度,经过试算确定有限元模型见
6、图表模型参数模型编号尺寸加固方式加固构件尺寸柱高 未加固无 上下翼缘各粘贴一块钢板 内角贴焊根钢管混凝土柱 图有限元模型第期郭隆乾 等某钢结构门式刚架厂房加固改造设计研究 材料本构关系型钢柱、外贴钢板采用理想弹塑性模型,本构关系见图;钢管混凝土柱中,方钢管钢材采用二次强化模型,如图所示;核心混凝土本构关系采用规范 中的 模型所有钢材弹性模量取 ;混凝土强度等级为 ,弹性模量取 钢材泊松比取 ,混凝土泊松比取 ,钢材屈服点取 图型钢柱及钢板本构关系图钢管本构关系 有限元分析 破坏形态 破坏时的应力云图见图分析图可知:与 破坏类型相似,两个钢柱因柔度较大,临近破坏时在下部支座不远处发生局部屈曲,后
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