大跨度钢桁架整体提升施工技术研究.pdf
《大跨度钢桁架整体提升施工技术研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大跨度钢桁架整体提升施工技术研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Vol.49,No.9September,2023摘要:大跨度钢桁架是一种特殊的结构,为进一步提高大跨度钢桁架整体性能,采用混凝土对钢桁架加固。为了提高钢桁架节点抗震性能,对4个不同轴压缩比下的节点试件进行低周反复荷载试验,模拟了地震下钢桁架节点的结构性能变化,通过试件滞回曲线和骨架曲线等进一步评估试件延展性、滞回行为和抗震性能。研究发现,试样破坏行为主要包括三个阶段:弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段。同时可得出较高的轴压缩比试样节点承载能力较强,且较高的轴向压缩比有利于提高钢桁架节点的抗剪切能力和抗震性能。因此,建议在大跨度钢桁架混凝土节点中,采用高轴向压缩比提高大跨度钢桁架结构的抗震能力。关键
2、词:反复荷载;钢桁架;节点;结构性能中图分类号:TU758.11文献标志码:A文章编号:16 7 2-40 11(2 0 2 3)0 9-0 114-0 3D0I:10.3969/j.issn.1672-4011.2023.09.0440引言钢桁架结构是一种由型钢加固的材料,由于采用了型钢,钢桁架结构具有许多优点,包括高强度、高刚度和良好的抗震性能 ,其中节点对于钢桁架结构非常重要 2 。由于荷载是通过结构节点在柱子和梁之间传递,在节点核心区域的应力状态总是很复杂,且整个结构的抗震性能在某种程度上是由节点的力学性能决定的 3 。同时,节点可以有效连接梁和柱,并承担结构功能,如荷载传递、力矩及应
3、力分配等。唐蓉琴等 4 采用非线性有限元公式研究钢桁架混凝土梁的力学性能,试验结果得出钢桁架混凝土梁具有较强的力学性能,可以承受较大弯矩荷载。鲍振洲等 5 使用钢框架加固钢筋混凝土,并对梁一柱接头的抗剪性能进行了评估。金振山 6 开发了一种钢桁架钢筋混凝土转换梁,并成功地将其应用于具有转换梁的高层建筑中。然而针对钢桁架混凝土节点的抗震性能相关研究较少,本文采用混凝土对钢桁架进行加固,且大跨度钢桁架混凝土节点作为结构中不可或缺的组成部分,对大跨度钢桁架混凝土体系具有重要意义。基于此,为了更好地提高大跨度钢桁架混凝土结构的抗震性能,需要进一步加强钢桁架混凝土节点结构,保证具有足够的承载能力和延性。
4、因此,本文进行低周反复荷载试验,对不同轴压缩比钢桁架混凝土节点的地震效应进行评估。在测试过程中,试样将受到一个轴向压缩力的作用,以模拟真实建筑中大跨度钢桁架混凝土结构遭受地震作用下的变化。1试验材料与方法1.1试样设计某建设项目建设规模为3 2 7 9 6.2 3 m,地上9 层,地下1层。由于该项目建筑荷载较大,因此,需要对大跨度钢桁架进行加固,以防止结构发生裂缝与倾覆。本文通过混凝土对收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 1作者简介:韩敏章(19 9 4一),男,安徽六安人,本科,工程师,主要从事建筑施工管理工作。1145川建材SichuanBuildingMaterials大跨度钢架整体
5、提升施工技术研究韩敏章,何潘,姜伟,白根靖,刘传雨(中国建筑第二工程局有限公司安徽分公司,安徽合肥2 3 0 0 0 0)大跨度钢桁架进行加固,同时在实际施工过程中发现,大跨度钢桁架混凝土节点易出现混凝土裂缝与掉渣等现象,这说明大跨度钢桁架节点处承载力及抗弯能力较弱。因此,需要通过改进节点设计方案进一步提高钢架节点的抗震性能。由于内部节点是钢架混凝土的连接处,因此,设计试样采用钢桁架混凝土和混凝土柱垂直交叉,共设计了4个结构不同的节点试样,并进行低周反复荷载试验。不同试样所用混凝土等级为C40,型钢、纵筋、箍筋等级分别为Q235、HRB335和HPB300,柱高的尺寸为2.7 3 m。不同节点
6、试样参数如表1所示 7 ,试样设计和试验程序均遵循设计规范要求 8 。所有试样(J-1J-4)的设计形状相同,仅轴向压缩比和型钢有所不同。其中钢桁架混凝土中的钢法兰通过坡口和对接焊缝与柱中的型钢连接。角钢通过3 个侧焊缝与弦杆钢连接,其中角焊缝的尺寸为4mm。钢桁架和柱内的型钢在连接处焊接在一起,然后在混凝土浇筑之前放置钢筋和马凳筋。模板完成后,当天铸造所有试样,保证所有试样的材料性能具有一致性。表1试样详细参数标本纵钢筋B H/mm编号(顶部和底部)形钢压缩比J-1200400J-2200 400J-3200.400J-42004001.2试验方法为了施加轴向压力,在柱的底部放置2 块钢板。
7、试样放置在柱的顶部和底部,并由2 个钢箍固定,以确保整个试验装置的横向稳定性。试样安装并施加轴向压缩力后,用2 个液压千斤顶依次推动2 个节点,实现低周反复荷载。低周反复荷载加载过程包括两个主要阶段:力控制和位移控制。其中,位移计被放置在节点附近,在大跨度钢桁架中有2 个位移计,间距是大跨度钢桁架深度的1/2。力控制传感器与钢桁架之间的尺寸为1m。在力控制阶段,每一载荷增量为10 kN。在力控制阶段开始时,节点被压下,钢桁架节点同时被顶起。当节点施加的力增加到计算屈服强度的7 5%,液压千斤顶停止加载。位移控制一直应用到试样失效破坏。每个步骤中施加的位移值是在第1阶段测量的屈服位移的整数。2试
8、验结果与讨论2.1应力一应变根据节点应力应变曲线(见图1)变化规律,大跨度钢桁架混凝土节点在轴向压缩下,可分为三个阶段:弹性阶段:首先对试件施加轴向压缩力,由于压力保持时间较短,应力-应变曲线呈直线增长,混凝土上没有任何裂缝。当荷载最初施加于大跨度节点时,型钢和箍筋的应变较小,且随载荷的增加呈线性增加。当节点荷载增加到17 kN时,在大跨度钢桁架混凝土的交叉处首先出现了小的裂纹。这些小的裂纹主要来自于一端荷载引起的力矩。随着外加载荷的增第49 卷第9 期2023年9 月工字轴向马凳筋2C18I-142C18I-162C181-182C18I-180.10.20.30.4A8100A8100A8
9、100A8100第49 卷第9 期2023年9 月加,裂纹增多,裂纹宽度增大;塑性阶段:随着荷载的持续增加,应力一应变曲线呈非线性增长,且观察到越来越多的对角线裂缝出现在节点附件。许多裂缝也与主裂缝平行出现,节点附件的混凝土被分割成小的菱形块。由于节点弯矩的增加,垂直裂缝也在增加;破坏阶段:随着荷载的持续加载,应力应变曲线达到峰值后快速下降,大跨度钢桁架混凝土节点附近裂缝宽度越来越大,混凝土局部出现剥落。在此阶段,钢腹板和法兰屈服,箍筋达到硬化阶段。尽管钢桁架已加载至屈服状态,但由于钢桁架的硬化效应,试样可进一步承受增加的载荷。600r480360F240120F0轴向应变/%图1节点应力应变
10、曲线2.2强度比强度比是地震荷载作用下大跨度钢桁架节点抗震性能评估的重要参数。由每个负载水平下第三循环的强度与第一循环的强度之比表示。各荷载水平下试样的强度比如图2所示。在J1试样中,正负荷载期间记录的强度比在0.7 11.00,J-1试件的强度比在0.5%2.9%的漂移比之间接近1.0,达到最大载荷后,J1试件强度显著下降。在3.65%的漂移率下,J-1在正负方向上的强度退化分别为19%和2 9%,这归因于J-1试样节点的塑性铰区在低轴向压缩比时发生的严重剥落。在J-2J-4试样中,在1.8%的漂移比之后,强度比在0.8 6 1.0 0,即强度退化小于14%。漂移率为3.48%后,J-2试样
11、的强度比高于J-1试样。此外,由于大跨度钢桁架节点的显著循环硬化,漂移率为0.5%1.8%的强度有所增加。没有一个J-2J-4试样在较高的漂移水平下显示出明显的强度退化,这表明大跨度钢桁架节点可以防止结构倒塌。J-3在正负方向的漂移率分别为2.3%和2.7%后,强度比低于J-2。与J-3相比,J-4在漂移率为2.3%后具有更高的强度比,表明较高的轴向压缩比的大跨度钢桁架节点具有缓慢的强度退化。1.71.61.51.41.21.11.00.90.80.7L-150-100-50050位移/mm图2 强度比2.3滞回行为滞回曲线可以反映节点的承载力、刚度、延性和地震能量耗散,同时,也是进行抗震性能
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 跨度 桁架 整体 提升 施工 技术研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。