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2011年 第26卷 第1期
2011, 26(1): 1-10.
doi: 10.13206/j.gjg201101001
摘要
摘要:
分析高强螺栓外伸端板连接中,端板厚度、螺栓直径、节点域加劲肋、端板加劲肋等对高强螺栓拉力分布和承载力的影响。分析结果表明:1)随着外伸端板厚度增加,高强螺栓受到的拉力减小,当端板厚度较薄时,由于板件变形产生的附加撬力使高强螺栓受到的拉力增大,进一步证明了高强螺栓受拉连接中撬力的存在以及对其产生的不利影响;2)外伸端板受拉翼缘两侧螺栓受到的拉力基本相等,当节点连接板件的刚度满足设计要求时,高强螺栓转动中心位于受压翼缘附近,压应力由端板和柱翼缘共同传递,螺栓拉力分布符合T型件计算模型;3)外伸端板设置斜向加劲肋,可以增加外伸端板刚度,减小撬力影响。当节点域不设置加劲肋时,对柱翼缘设置背板进行局部加强,背板的加强作用不明显。研究结果可为高强螺栓外伸端板连接工程应用提供参考。
分析高强螺栓外伸端板连接中,端板厚度、螺栓直径、节点域加劲肋、端板加劲肋等对高强螺栓拉力分布和承载力的影响。分析结果表明:1)随着外伸端板厚度增加,高强螺栓受到的拉力减小,当端板厚度较薄时,由于板件变形产生的附加撬力使高强螺栓受到的拉力增大,进一步证明了高强螺栓受拉连接中撬力的存在以及对其产生的不利影响;2)外伸端板受拉翼缘两侧螺栓受到的拉力基本相等,当节点连接板件的刚度满足设计要求时,高强螺栓转动中心位于受压翼缘附近,压应力由端板和柱翼缘共同传递,螺栓拉力分布符合T型件计算模型;3)外伸端板设置斜向加劲肋,可以增加外伸端板刚度,减小撬力影响。当节点域不设置加劲肋时,对柱翼缘设置背板进行局部加强,背板的加强作用不明显。研究结果可为高强螺栓外伸端板连接工程应用提供参考。
2011, 26(1): 11-15.
doi: 10.13206/j.gjg201101002
摘要:
螺栓顶-底角钢节点是一种有效的半刚性节点形式,为了研究其抗震性能,提出螺栓角钢的双线性恢复力模型,并采用有限元软件OpenSees进行数值分析。有限元分析以2个既有试验为模型,采用基于纤维模型的非线性梁柱单元模拟钢梁与钢柱,在梁柱结合部位采用零长度连接单元模拟连接角钢的作用,采用自适应非线性求解法进行数值分析。结果表明:数值分析较好地模拟了节点的弹塑性性能,基于OpenSees的分析模型适用于该节点的非线性分析;推导出的螺栓角钢双线性恢复力模型能够较好地模拟节点的作用,具有适用性。
螺栓顶-底角钢节点是一种有效的半刚性节点形式,为了研究其抗震性能,提出螺栓角钢的双线性恢复力模型,并采用有限元软件OpenSees进行数值分析。有限元分析以2个既有试验为模型,采用基于纤维模型的非线性梁柱单元模拟钢梁与钢柱,在梁柱结合部位采用零长度连接单元模拟连接角钢的作用,采用自适应非线性求解法进行数值分析。结果表明:数值分析较好地模拟了节点的弹塑性性能,基于OpenSees的分析模型适用于该节点的非线性分析;推导出的螺栓角钢双线性恢复力模型能够较好地模拟节点的作用,具有适用性。
2011, 26(1): 16-19.
doi: 10.13206/j.gjg201101003
摘要:
论述钢吊车梁结构疲劳寿命评估S-N曲线法、断裂力学法和损伤力学法及其应用的局限性等,在此基础上,介绍DFR法及其特点,对其在钢结构吊车梁的应用条件、方法与步骤等进行研究,明确DFR法可较准确地评估钢吊车梁疲劳寿命。
论述钢吊车梁结构疲劳寿命评估S-N曲线法、断裂力学法和损伤力学法及其应用的局限性等,在此基础上,介绍DFR法及其特点,对其在钢结构吊车梁的应用条件、方法与步骤等进行研究,明确DFR法可较准确地评估钢吊车梁疲劳寿命。
2011, 26(1): 20-26.
doi: 10.13206/j.gjg201101004
摘要:
在常见的网壳结构中,网壳一般用做屋面结构,自支承或支承于其他结构上,而将网壳用做它承结构尚不多见。以具体工程为背景,分析单层杯形网壳作为竖向承重结构支撑楼板时的受力性能。结合网壳的几何形式,从结构概念上分析荷载传递分体系的构成,阐述整体结构的受力特点并在设计中对其进行验证。此外,对工程中两种较为特殊的鼓节点和滑动支座节点的设计进行介绍。最后对结构进行动力特性分析和不同荷载工况下的特征值屈曲分析。结果表明,结构整体刚度分布较为合理;结构的线性极限承载力较大,结构整体稳定性较好。网壳作为竖向承重结构既满足了建筑形式丰富的要求,又发挥了壳体受力合理的特点,实现了建筑与结构的相容与统一。
在常见的网壳结构中,网壳一般用做屋面结构,自支承或支承于其他结构上,而将网壳用做它承结构尚不多见。以具体工程为背景,分析单层杯形网壳作为竖向承重结构支撑楼板时的受力性能。结合网壳的几何形式,从结构概念上分析荷载传递分体系的构成,阐述整体结构的受力特点并在设计中对其进行验证。此外,对工程中两种较为特殊的鼓节点和滑动支座节点的设计进行介绍。最后对结构进行动力特性分析和不同荷载工况下的特征值屈曲分析。结果表明,结构整体刚度分布较为合理;结构的线性极限承载力较大,结构整体稳定性较好。网壳作为竖向承重结构既满足了建筑形式丰富的要求,又发挥了壳体受力合理的特点,实现了建筑与结构的相容与统一。
2011, 26(1): 27-30.
doi: 10.13206/j.gjg201101005
摘要:
剪力钉的剪切刚度是钢-混凝土结构设计和计算中的一个重要参数,一般通过分析剪力钉模型试验的实测结果得到。剪力钉的剪切刚度是个综合且复杂的量,缺乏统一的取值标准和计算方法。根据剪力钉推出试验的测试结果,综合欧洲规范4条文和学者推荐的计算方法,分析得到了22×200剪力钉在界面无摩擦组合结构中纯剪下的剪切刚度值,并对相关影响因素进行讨论。
剪力钉的剪切刚度是钢-混凝土结构设计和计算中的一个重要参数,一般通过分析剪力钉模型试验的实测结果得到。剪力钉的剪切刚度是个综合且复杂的量,缺乏统一的取值标准和计算方法。根据剪力钉推出试验的测试结果,综合欧洲规范4条文和学者推荐的计算方法,分析得到了22×200剪力钉在界面无摩擦组合结构中纯剪下的剪切刚度值,并对相关影响因素进行讨论。
2011, 26(1): 31-33.
doi: 10.13206/j.gjg201101006
摘要:
矩形钢管四肢矩阵式格构截面因具有外表面平整、外观整洁、便于穿越管线、节省材料等优点而越来越多地应用于公共建筑、支架工程、景观工程等结构中。应用扭转分析的一般计算原理,推导矩形钢管截面和矩形钢管四肢矩阵式格构截面的扭转常数和翘曲常数,给出具体的计算公式;作为特例,给出方钢管截面和方钢管四肢方阵式格构截面的扭转常数和翘曲常数,可供设计参考使用。
矩形钢管四肢矩阵式格构截面因具有外表面平整、外观整洁、便于穿越管线、节省材料等优点而越来越多地应用于公共建筑、支架工程、景观工程等结构中。应用扭转分析的一般计算原理,推导矩形钢管截面和矩形钢管四肢矩阵式格构截面的扭转常数和翘曲常数,给出具体的计算公式;作为特例,给出方钢管截面和方钢管四肢方阵式格构截面的扭转常数和翘曲常数,可供设计参考使用。
2011, 26(1): 34-36.
doi: 10.13206/j.gjg201101007
摘要:
为了改善CFRP布加固组合梁的受力性能,使CFRP布的抗拉强度得到充分利用,使用预应力CFRP布是一种有效的加固方法。结合加固组合梁结构的受力特性,在变分理论的基础上,利用能量法建立了施加预应力阶段的CFRP布加固组合梁变形的计算公式,探讨了CFRP布弹性模量、胶结层剪切模量及胶结层厚度等因素对组合梁变形的影响。计算结果表明:组合梁跨中变形最大,由组合梁跨中向CFRP布端部呈非线性减小,CFRP布端部达到最小值,趋近于零;组合梁的变形随CFRP布弹性模量和胶结层厚度的增大而减小,随胶结层剪切模量的增大而增大。
为了改善CFRP布加固组合梁的受力性能,使CFRP布的抗拉强度得到充分利用,使用预应力CFRP布是一种有效的加固方法。结合加固组合梁结构的受力特性,在变分理论的基础上,利用能量法建立了施加预应力阶段的CFRP布加固组合梁变形的计算公式,探讨了CFRP布弹性模量、胶结层剪切模量及胶结层厚度等因素对组合梁变形的影响。计算结果表明:组合梁跨中变形最大,由组合梁跨中向CFRP布端部呈非线性减小,CFRP布端部达到最小值,趋近于零;组合梁的变形随CFRP布弹性模量和胶结层厚度的增大而减小,随胶结层剪切模量的增大而增大。
2011, 26(1): 37-42.
doi: 10.13206/j.gjg201101008
摘要:
大连市中心体育馆屋盖选用巨型网格弦支穹顶结构,尚属国内较为新颖的结构体系。为此,利用ANSYS及SAP2000软件开展结构体系的静力分析,采用非线性动力时程分析法和反应谱法开展抗震性能研究,并进行了风洞试验研究及风振响应分析,进一步开展全过程施工模拟。巨型网格弦支穹顶结构用钢量经济、承载力较高、抗震性能优越、抗连续性倒塌能力强,适合于在大跨度建筑中推广和应用。
大连市中心体育馆屋盖选用巨型网格弦支穹顶结构,尚属国内较为新颖的结构体系。为此,利用ANSYS及SAP2000软件开展结构体系的静力分析,采用非线性动力时程分析法和反应谱法开展抗震性能研究,并进行了风洞试验研究及风振响应分析,进一步开展全过程施工模拟。巨型网格弦支穹顶结构用钢量经济、承载力较高、抗震性能优越、抗连续性倒塌能力强,适合于在大跨度建筑中推广和应用。
2011, 26(1): 43-45.
doi: 10.13206/j.gjg201101009
摘要:
采用有限元软件SAP2000,考虑蒙皮效应,对轻钢结构住宅的抗震性能进行模态分析。采用2种不同的方法,即底部剪力法和模态分析法,同时考虑应力蒙皮效应,对某典型实例在地震作用下的反应进行计算,得到了一些结论,包括节点位移、剪力和该类结构的地震反应特点。
采用有限元软件SAP2000,考虑蒙皮效应,对轻钢结构住宅的抗震性能进行模态分析。采用2种不同的方法,即底部剪力法和模态分析法,同时考虑应力蒙皮效应,对某典型实例在地震作用下的反应进行计算,得到了一些结论,包括节点位移、剪力和该类结构的地震反应特点。
2011, 26(1): 46-49.
doi: 10.13206/j.gjg201101010
摘要:
近年来随着国民经济的高速发展,传统的轻钢工业厂房有向大跨度、大吨位吊车的重型复杂工业厂房发展的趋势。通过对一些工程实例的积累和总结,对设计中如何解决结构体系的选择、荷载的合理取值、构件的形式和布置、传统节点的创新处理等进行介绍。
近年来随着国民经济的高速发展,传统的轻钢工业厂房有向大跨度、大吨位吊车的重型复杂工业厂房发展的趋势。通过对一些工程实例的积累和总结,对设计中如何解决结构体系的选择、荷载的合理取值、构件的形式和布置、传统节点的创新处理等进行介绍。
2011, 26(1): 50-54.
doi: 10.13206/j.gjg201101011
摘要:
还没有全部完工开放就遭遇2003年强烈地震考验的57层225m高的高层钢结构——墨西哥TorreMay-or大楼,经受了此次地震的考验。作为世界上首批采用阻尼器抗震的高层建筑,采用了全新的设计理念、先进的优化、构造和安装技术、成功的抗震手段,其设计理念和计算方法都为世界地震工程界开创了一个值得学习的先例。最后提出了一点看法,希望引起进一步讨论。
还没有全部完工开放就遭遇2003年强烈地震考验的57层225m高的高层钢结构——墨西哥TorreMay-or大楼,经受了此次地震的考验。作为世界上首批采用阻尼器抗震的高层建筑,采用了全新的设计理念、先进的优化、构造和安装技术、成功的抗震手段,其设计理念和计算方法都为世界地震工程界开创了一个值得学习的先例。最后提出了一点看法,希望引起进一步讨论。
2011, 26(1): 55-59.
doi: 10.13206/j.gjg201101012
摘要:
以金婺大桥边跨4号索换索方案为工程背景,将理论计算与实测相结合,研究单侧卸索(加支撑)、单侧卸索(不加支撑)、双侧卸索(加支撑)和双侧卸索(不加支撑)等卸索方案对斜拉索索力、主梁和桥塔的弯矩、位移及应力的影响。分析表明:单侧卸索会增加桥塔的弯矩,不加支撑也会增大主梁的弯矩。建议采用在边跨主梁和中跨主梁与4号索对应的横隔梁下加竖向支撑的双侧全松+全紧的换索方案。
以金婺大桥边跨4号索换索方案为工程背景,将理论计算与实测相结合,研究单侧卸索(加支撑)、单侧卸索(不加支撑)、双侧卸索(加支撑)和双侧卸索(不加支撑)等卸索方案对斜拉索索力、主梁和桥塔的弯矩、位移及应力的影响。分析表明:单侧卸索会增加桥塔的弯矩,不加支撑也会增大主梁的弯矩。建议采用在边跨主梁和中跨主梁与4号索对应的横隔梁下加竖向支撑的双侧全松+全紧的换索方案。
2011, 26(1): 60-62.
doi: 10.13206/j.gjg201101013
摘要:
美国规范作为世界主流标准之一,被越来越多的涉外工程所要求采用。以算例为基础,针对美国建筑最小荷载规范ASCE/SEI7-05中的风荷载进行分析和研究,以期对采用美国规范的涉外工程有所帮助。
美国规范作为世界主流标准之一,被越来越多的涉外工程所要求采用。以算例为基础,针对美国建筑最小荷载规范ASCE/SEI7-05中的风荷载进行分析和研究,以期对采用美国规范的涉外工程有所帮助。
2011, 26(1): 63-65.
doi: 10.13206/j.gjg201101014
摘要:
武汉市二环线钢箱梁桥挑檐因其多处位置设计采用薄板焊接,焊接变形难以控制,现场安装线形不易保证。根据钢箱梁桥挑檐制作过程中的方法,通过提炼总结,制定合理制作顺序及控制焊接变形工艺,为同类钢箱梁桥结构制作提供经验。
武汉市二环线钢箱梁桥挑檐因其多处位置设计采用薄板焊接,焊接变形难以控制,现场安装线形不易保证。根据钢箱梁桥挑檐制作过程中的方法,通过提炼总结,制定合理制作顺序及控制焊接变形工艺,为同类钢箱梁桥结构制作提供经验。
2011, 26(1): 66-70.
doi: 10.13206/j.gjg201101015
摘要:
针对深圳大运中心主体育场钢结构工程单层折面空间网格的结构特征和施工难度,设计了两种临时支撑体系方案。通过有限元模拟计算结果的对比分析,确定采用四角锥台形胎架与标准节形胎架相结合的支撑方案,并将支撑与钢结构整体模拟计算结果与实时监测数据进行对比,验证了支撑设计的合理性与正确性。
针对深圳大运中心主体育场钢结构工程单层折面空间网格的结构特征和施工难度,设计了两种临时支撑体系方案。通过有限元模拟计算结果的对比分析,确定采用四角锥台形胎架与标准节形胎架相结合的支撑方案,并将支撑与钢结构整体模拟计算结果与实时监测数据进行对比,验证了支撑设计的合理性与正确性。
2011, 26(1): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg201101016
摘要:
城市高架曲线钢箱梁桥道路中心线一般为空间多维曲线,结构形式复杂,施工详图设计难度较大。以武汉市二环线汉口段EL5联钢箱梁桥为例,重点从桥面线形放样、曲面展开、重心计算等方面介绍钢箱梁桥的施工详图设计方法,为类似工程提供可借鉴的经验。
城市高架曲线钢箱梁桥道路中心线一般为空间多维曲线,结构形式复杂,施工详图设计难度较大。以武汉市二环线汉口段EL5联钢箱梁桥为例,重点从桥面线形放样、曲面展开、重心计算等方面介绍钢箱梁桥的施工详图设计方法,为类似工程提供可借鉴的经验。
2011, 26(1): 75-78.
doi: 10.13206/j.gjg201101017
摘要:
钢结构箱形桥梁,具有跨度大、净空高、施工周期短等优点,但由于受运输及吊装条件限制,往往分成多个节段,这就给现场连续吊装的精度控制带来难度。通过运用控制点、控制线、焊接顺序及三维模型等措施后,可有效地将箱梁吊装完成后的精度严格控制在相关规范允许范围之内,不但保证了质量与工期,还为后续桥面的铺装工作提供了良好的界面。
钢结构箱形桥梁,具有跨度大、净空高、施工周期短等优点,但由于受运输及吊装条件限制,往往分成多个节段,这就给现场连续吊装的精度控制带来难度。通过运用控制点、控制线、焊接顺序及三维模型等措施后,可有效地将箱梁吊装完成后的精度严格控制在相关规范允许范围之内,不但保证了质量与工期,还为后续桥面的铺装工作提供了良好的界面。
