以霍山县体育中心体育馆钢屋盖工程为实际背景,根据体育馆钢管桁架屋盖结构特点以及施工方案,运用有限元软件MIDAS Gen对大型钢管桁架卸载过程进行详细的模拟分析,并通过无线传感技术对卸载过程中钢管桁架关键杆件应力和关键位置位移进行了实时监测.实测变形及应力值与模拟理论值趋势吻合且比较接近,表明了施工方案的可行性和安全性,也为类似工程提供了重要的参考价值.

本文进行了48个冷弯薄壁型钢自攻螺钉连接试件的抗剪性能试验,考虑了自攻螺钉材质、直径、不同钢板厚度比值、端距等因素对抗剪连接极限状态的影响.试验结果显示:试件的破坏模式呈现一定的规律,板件承压破坏是自攻螺钉倾斜期间主要连接破坏形式;但若自攻螺钉几乎不发生倾斜,则会发生紧固件的抗剪破坏.最后依据理论分析提出了冷弯薄壁钢板单个自攻螺钉抗剪连接的极限状态预测模型.

文章以28个薄壁钢板高强螺栓连接件作为试验对象,研究高强螺栓连接件在不同螺栓预紧力、直径、排列方式、钢板厚度以及不同螺栓数量下的工作状况及破坏状态,分析各参数对连接件短钢板上剪力传递值的影响.研究结果表明:对于高强螺栓连接件,螺栓排列方式不是重要影响因素,其剪力传递值随着螺栓数量、螺栓直径、螺栓间距的增大而非线性增加,同时还具有"群体折减效应".

对H型钢通过盖板和端板采用高强螺栓连接的装配式钢支撑构件进行弯曲刚度试验,根据荷载-跨中挠度曲线得到装配式H型钢支撑的等效弯曲刚度,进而确定装配式H型钢支撑的轴压承载力.研究表明:装配式H型钢支撑的螺栓连接节点会降低基本构件的弯曲刚度,弯曲刚度降低约64.3％;当杆件长度较小时,同长度基本构件与装配式钢支撑的轴压承载力差别不大;当构件长度为11～17 m、17～30 m时,同长度基本构件的轴压承载力分别大约为装配式支撑杆轴压承载力的2倍、3倍.

钢围檩作为装配式H型钢支护体系中的标准件,主要起到连接支撑和围护桩以及传递荷载的作用.现以一种通过高强螺栓和盖板连接的装配式钢围檩为对象进行试验,以研究此种半刚性节点的抗弯性能.试验表明:① 此种节点下的装配式钢围檩弯曲变形的过程具有典型的弹塑性特征,试件屈服平台较长;② 受压区2根H型钢在对接处相互挤压,大大减小了上盖板的应力;③由修正割线法得到此种节点下的装配式钢围檩的屈服弯矩平均值为1031.6kN·m,对应屈服挠度值的平均值为87.6mm,并通过理论计算得出需要将盖板尺寸增加至26mm×395mm×1150mm,以使节点达到抗弯性能等强.

文章为探究后置钢管式钢筋混凝土(post-wrapped steel tube retrofitted reinforced concrete,PSTRRC)中长柱的偏压性能,进行了13个PSTRRC试件的偏压试验,研究了偏心率、灌浆料截面面积置换比及长细比等参数对PSTRRC中长柱轴压承载力、延性及强度提高系数等偏压性能指标的影响,并揭示了偏压荷载作用下的钢管表面纵向应变和环向应变的发展规律,最后通过分析跨中截面的钢管表面纵向应变沿截面高度分布规律验证了平截面假定.研究表明:偏压荷载作用下,PSTRRC中长柱试件在0.25倍、0.50倍、0.90倍柱高位置处会发生破坏;随着偏心率增大,PSTRRC中长柱的偏压极限承载力逐渐降低,而延性和强度提高系数逐渐增大;随着灌浆料截面面积置换比增大,PSTRRC中长柱的偏压极限承载力和强度提高系数逐渐增大,而延性逐渐降低;随着长细比增大,PSTRRC中长柱偏压极限承载力、延性及强度提高系数逐渐降低.研究结果可为实际工程中钢筋混凝土结构的加固工程提供参考.

文章针对某钢管拱混凝土灌注爆管事故，建立有限元模型模拟钢管拱的撕裂破坏，结合钢管拱的细部构造，分析认为事故的原因主要是管道润滑与灌注间隔过长、焊缝质量缺陷、方形锚杯口应力集中以及管内截面有效面积偏小等。提出对损伤钢管进行切割后重新焊接新钢板，对缺陷混凝土凿除清理后采用一次灌注、二次灌浆的处理方案，为类似工程提供参考。