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2012年 第27卷 第9期
2012, 27(9): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg201209001
摘要
摘要:
墙体(板)与钢框架结构的连接节点对提高钢框架的抗震性能有重要影响,节点的承载力、刚度是保证墙体(板)与钢框架共同作用的关键因素。对砌块墙体、钢筋混凝土墙体、轻钢龙骨墙板、蒸压加气混凝土墙板和复合墙板与钢框架的连接节点以及节点的破坏形式和作用机制进行概述,提出节点对钢框架抗震性能的影响程度,并对新型连接节点进行展望,为以后的工程应用提供理论与试验依据。
墙体(板)与钢框架结构的连接节点对提高钢框架的抗震性能有重要影响,节点的承载力、刚度是保证墙体(板)与钢框架共同作用的关键因素。对砌块墙体、钢筋混凝土墙体、轻钢龙骨墙板、蒸压加气混凝土墙板和复合墙板与钢框架的连接节点以及节点的破坏形式和作用机制进行概述,提出节点对钢框架抗震性能的影响程度,并对新型连接节点进行展望,为以后的工程应用提供理论与试验依据。
2012, 27(9): 6-10.
doi: 10.13206/j.gjg201209002
摘要:
利用有限元软件ANSYS对十字加劲钢板墙进行变参分析,研究板的高厚比、高宽比、柱刚度、柱轴压比及肋板刚度比对其水平极限承载力和抗侧刚度等性能的影响,对比分析参数变化时钢板墙的面外变形和最终破坏状态的应力分布。参数分析表明:板的高厚比和高宽比变化明显改变了钢板墙的受力性能和破坏机制,对其抗侧性能影响显著;柱刚度主要影响内填板拉力带的发育,保证钢板墙的整体工作能力;肋板刚度比主要影响内填板拉力带的发展形式,防止纵横加劲肋由于肋板刚度比不足而被拉断。
利用有限元软件ANSYS对十字加劲钢板墙进行变参分析,研究板的高厚比、高宽比、柱刚度、柱轴压比及肋板刚度比对其水平极限承载力和抗侧刚度等性能的影响,对比分析参数变化时钢板墙的面外变形和最终破坏状态的应力分布。参数分析表明:板的高厚比和高宽比变化明显改变了钢板墙的受力性能和破坏机制,对其抗侧性能影响显著;柱刚度主要影响内填板拉力带的发育,保证钢板墙的整体工作能力;肋板刚度比主要影响内填板拉力带的发展形式,防止纵横加劲肋由于肋板刚度比不足而被拉断。
2012, 27(9): 11-15.
doi: 10.13206/j.gjg201209003
摘要:
悬链线作用阶段,是结构抵抗连续倒塌的最后防线,也是进行结构抗倒塌设计的关键环节。通过对钢梁在悬链线作用阶段的受力状态的分析,推导钢梁在悬链线阶段最大容许位移的计算公式,进而引出柱的"特征移除系数μ"的概念,定量地计算构件在连续倒塌中的重要性指标。利用有限元软件ABAQUS对某实际工程进行非线性动力分析,分别模拟拆除角柱、长边中柱、短边中柱和内柱4种工况。分析结果表明,特征移除位移的算法能够在一定程度上反映出构件在抗连续倒塌中的重要性程度,预测结果与一般工程经验一致,且适合结构化编程计算。
悬链线作用阶段,是结构抵抗连续倒塌的最后防线,也是进行结构抗倒塌设计的关键环节。通过对钢梁在悬链线作用阶段的受力状态的分析,推导钢梁在悬链线阶段最大容许位移的计算公式,进而引出柱的"特征移除系数μ"的概念,定量地计算构件在连续倒塌中的重要性指标。利用有限元软件ABAQUS对某实际工程进行非线性动力分析,分别模拟拆除角柱、长边中柱、短边中柱和内柱4种工况。分析结果表明,特征移除位移的算法能够在一定程度上反映出构件在抗连续倒塌中的重要性程度,预测结果与一般工程经验一致,且适合结构化编程计算。
2012, 27(9): 16-19.
doi: 10.13206/j.gjg201209004
摘要:
基于某高层建筑幕墙的原设计为可动节点和实际施工改为不可动节点的差异,采用通用有限元软件ABAQUS计算,对比分析两种节点的静力承载性能、滞回性能、转动性能、位移变形能力等,研究探讨施工质量对可动幕墙钢结构节点的工作性能的影响。研究结果表明:将该类可动节点中长圆孔的连接钢件与幕墙钢件进行焊接,变为不可动节点后,对其静力承载性能、转动性能影响不大,但耗能能力下降11.3%,相对主体的变形能力下降82.8%。
基于某高层建筑幕墙的原设计为可动节点和实际施工改为不可动节点的差异,采用通用有限元软件ABAQUS计算,对比分析两种节点的静力承载性能、滞回性能、转动性能、位移变形能力等,研究探讨施工质量对可动幕墙钢结构节点的工作性能的影响。研究结果表明:将该类可动节点中长圆孔的连接钢件与幕墙钢件进行焊接,变为不可动节点后,对其静力承载性能、转动性能影响不大,但耗能能力下降11.3%,相对主体的变形能力下降82.8%。
2012, 27(9): 20-22.
doi: 10.13206/j.gjg201209005
摘要:
双相不锈钢材料的成功研发有效地克服了普通不锈钢初始材料成本偏高的缺点,使不锈钢在结构方面的应用有了更大的发展,引起了国际学者的注意。利用国际上最新发表的有关双相不锈钢UNS 32101/EN1.4162空心截面梁的试验资料,对其极限抗弯承载力进行了初步分析,并讨论了构件材料强度、宽厚比及高宽比对其抗弯承载力的影响。通过分析得知,现有Eurocode 3:Part 1—4中第3类受弯截面承载力设计公式不能准确计算此型号双相不锈钢梁的抗弯承载力,且已有的宽厚比限值过于保守。
双相不锈钢材料的成功研发有效地克服了普通不锈钢初始材料成本偏高的缺点,使不锈钢在结构方面的应用有了更大的发展,引起了国际学者的注意。利用国际上最新发表的有关双相不锈钢UNS 32101/EN1.4162空心截面梁的试验资料,对其极限抗弯承载力进行了初步分析,并讨论了构件材料强度、宽厚比及高宽比对其抗弯承载力的影响。通过分析得知,现有Eurocode 3:Part 1—4中第3类受弯截面承载力设计公式不能准确计算此型号双相不锈钢梁的抗弯承载力,且已有的宽厚比限值过于保守。
2012, 27(9): 23-26.
doi: 10.13206/j.gjg201209006
摘要:
对建筑领域的平板开孔式抗剪件进行研究。利用有限元计算分析方法,以抗剪钢板的几何尺寸、开孔形状、开孔位置、抗剪钢板形式等为参数,对平板开孔式抗剪件进行受力性能分析,了解各参数对平板开孔式抗剪件力学性能的影响规律,提出建筑领域用抗剪板的设计建议,为抗剪板在建筑领域的推广应用提供理论支持。
对建筑领域的平板开孔式抗剪件进行研究。利用有限元计算分析方法,以抗剪钢板的几何尺寸、开孔形状、开孔位置、抗剪钢板形式等为参数,对平板开孔式抗剪件进行受力性能分析,了解各参数对平板开孔式抗剪件力学性能的影响规律,提出建筑领域用抗剪板的设计建议,为抗剪板在建筑领域的推广应用提供理论支持。
2012, 27(9): 27-29.
doi: 10.13206/j.gjg201209007
摘要:
运用大型有限元软件ABAQUS对局部钢管约束钢筋混凝土桥墩的有限元计算模型进行低周反复荷载作用下全过程的非线性有限元分析,通过分析滞回曲线、骨架曲线及等效刚度退化曲线的特点发现,局部钢管约束钢筋混凝土高桥墩具有很好的延性性能,可以作为桥墩延性抗震设计的一种备选方案。
运用大型有限元软件ABAQUS对局部钢管约束钢筋混凝土桥墩的有限元计算模型进行低周反复荷载作用下全过程的非线性有限元分析,通过分析滞回曲线、骨架曲线及等效刚度退化曲线的特点发现,局部钢管约束钢筋混凝土高桥墩具有很好的延性性能,可以作为桥墩延性抗震设计的一种备选方案。
2012, 27(9): 30-33.
doi: 10.13206/j.gjg201209008
摘要:
广州亚运综合体育馆为体操馆、台球壁球馆和历史展览馆三馆合一的建筑群,如一缕丝带飘在珠江之滨。鉴于场馆群体型及结构体系的复杂性,以风洞试验为主、数值模拟为辅对其风环境进行了分析;采用编程的方式准确而快捷地处理风荷载试验数据;根据工程出现的情况突破了常用分析方法,总结复杂结构相关问题的解决方法,可为今后类似的工程设计提供依据。
广州亚运综合体育馆为体操馆、台球壁球馆和历史展览馆三馆合一的建筑群,如一缕丝带飘在珠江之滨。鉴于场馆群体型及结构体系的复杂性,以风洞试验为主、数值模拟为辅对其风环境进行了分析;采用编程的方式准确而快捷地处理风荷载试验数据;根据工程出现的情况突破了常用分析方法,总结复杂结构相关问题的解决方法,可为今后类似的工程设计提供依据。
2012, 27(9): 34-36.
doi: 10.13206/j.gjg201209009
摘要:
胶带输送机钢结构栈桥在工业中扮演着越来越重要的作用,结合某钢厂直径为120m、沿圆周均匀设置扶壁柱的钢筋混凝土圆形贮铁金粉仓,对跨度为70m的超大跨进料钢栈桥进行详细分析,从结构体系方案、支座设置以及材料选型等方面对其进行优化设计。结果表明:该方案切实可行,并且取得较好的技术经济效果。
胶带输送机钢结构栈桥在工业中扮演着越来越重要的作用,结合某钢厂直径为120m、沿圆周均匀设置扶壁柱的钢筋混凝土圆形贮铁金粉仓,对跨度为70m的超大跨进料钢栈桥进行详细分析,从结构体系方案、支座设置以及材料选型等方面对其进行优化设计。结果表明:该方案切实可行,并且取得较好的技术经济效果。
2012, 27(9): 37-41.
doi: 10.13206/j.gjg201209010
摘要:
由于粒子数目多,维数大,用粒子群算法求解多约束问题的迭代求解过程需耗费大量时间。受达尔文的优胜劣汰自然法则启发,在粒子群算法中引入淘汰择优机制。使算法随着迭代次数增加,适应能力较差的粒子逐步被淘汰。最后留下的最优粒子需要较低的温度进行退火求解,寻得全局最优解。多峰值函数测试表明,改进后的算法能够高效率跳出局部最优寻得全局最优解。将改进的算法用于空间桁架结构优化,经算例表明,改进后的粒子群模拟退火串行算法降低了算法的求解复杂度,具有较好的稳定性和较优的收敛性,适用于空间桁架结构截面尺寸优化设计。
由于粒子数目多,维数大,用粒子群算法求解多约束问题的迭代求解过程需耗费大量时间。受达尔文的优胜劣汰自然法则启发,在粒子群算法中引入淘汰择优机制。使算法随着迭代次数增加,适应能力较差的粒子逐步被淘汰。最后留下的最优粒子需要较低的温度进行退火求解,寻得全局最优解。多峰值函数测试表明,改进后的算法能够高效率跳出局部最优寻得全局最优解。将改进的算法用于空间桁架结构优化,经算例表明,改进后的粒子群模拟退火串行算法降低了算法的求解复杂度,具有较好的稳定性和较优的收敛性,适用于空间桁架结构截面尺寸优化设计。
2012, 27(9): 42-44.
doi: 10.13206/j.gjg201209011
摘要:
变截面钢管杆已广泛应用于输电线路中,其强度、稳定性计算已有相应行业标准,但挠度计算属于变截面形式,直接计算相当复杂。应用梁变形挠曲轴近似微分方程推导出在常见荷载(集中力、集中力偶和均布力)作用下变截面钢管杆的挠度计算公式,并分析其计算精度。该公式可计算正多边形及圆形钢管杆任意点的挠度,可为编制钢管杆任意点的挠度计算程序提供依据。
变截面钢管杆已广泛应用于输电线路中,其强度、稳定性计算已有相应行业标准,但挠度计算属于变截面形式,直接计算相当复杂。应用梁变形挠曲轴近似微分方程推导出在常见荷载(集中力、集中力偶和均布力)作用下变截面钢管杆的挠度计算公式,并分析其计算精度。该公式可计算正多边形及圆形钢管杆任意点的挠度,可为编制钢管杆任意点的挠度计算程序提供依据。
2012, 27(9): 45-48.
doi: 10.13206/j.gjg201209012
摘要:
对我国现行国家标准、行业标准、企业标准中,针对常用钢制型材生产加工精度的相关规定进行简要介绍。并根据结构设计特点,讨论钢板厚度允许偏差、热轧型钢截面允许偏差、冷弯型刚截面容许偏差对截面模量等设计参数的影响。提出考虑加工精度偏差的钢构件净截面系数建议值,并提出钢结构设计中有必要根据需要提出钢制型材加工精度要求的建议,为合理控制用钢量提供参考。
对我国现行国家标准、行业标准、企业标准中,针对常用钢制型材生产加工精度的相关规定进行简要介绍。并根据结构设计特点,讨论钢板厚度允许偏差、热轧型钢截面允许偏差、冷弯型刚截面容许偏差对截面模量等设计参数的影响。提出考虑加工精度偏差的钢构件净截面系数建议值,并提出钢结构设计中有必要根据需要提出钢制型材加工精度要求的建议,为合理控制用钢量提供参考。
2012, 27(9): 49-53.
doi: 10.13206/j.gjg201209013
摘要:
结合实际工程探讨超长型钢混凝土斜柱的设计方法,包括斜柱对结构整体性能的影响、构件计算长度、截面内力放大系数、构件承载力、构件设计策略以及节点设计。底层局部斜柱方案对结构整体性能影响很小;设计中应考虑斜柱在竖向荷载作用下产生的附加弯矩;杆单元模型忽略了斜柱节点偏心的不利因素,应采用不同计算模型,采用壳单元考虑杆件的尺寸效应;与斜柱顶端和底端相连的梁会产生较大的轴力,设计可偏安全考虑采用型钢承担斜柱轴力产生的所有水平分量。分析结论及方法可供类似工程参考。
结合实际工程探讨超长型钢混凝土斜柱的设计方法,包括斜柱对结构整体性能的影响、构件计算长度、截面内力放大系数、构件承载力、构件设计策略以及节点设计。底层局部斜柱方案对结构整体性能影响很小;设计中应考虑斜柱在竖向荷载作用下产生的附加弯矩;杆单元模型忽略了斜柱节点偏心的不利因素,应采用不同计算模型,采用壳单元考虑杆件的尺寸效应;与斜柱顶端和底端相连的梁会产生较大的轴力,设计可偏安全考虑采用型钢承担斜柱轴力产生的所有水平分量。分析结论及方法可供类似工程参考。
2012, 27(9): 54-58.
doi: 10.13206/j.gjg201209014
摘要:
西安至宝鸡客运专线在咸阳西设置有下承式钢管混凝土系杆拱铁路桥,主拱跨径136m,拱肋采用二次抛物线,矢高27.2m,结构复杂、熔透焊缝多,制作难度大;加工制作的关键为拱肋曲线和焊接质量,而拱肋管节的成型加工是影响拱肋线型和焊接质量的直接因素。通过探索,采用整体切割方法并设置合理的工艺参数,实现拱肋管节下料、坡口切割、管口线形放样一次性完成,保证拱肋曲线的成型和焊接质量;管节数控整体切割技术为创新性生产加工工艺,为自动化生产拱肋段奠定基础。
西安至宝鸡客运专线在咸阳西设置有下承式钢管混凝土系杆拱铁路桥,主拱跨径136m,拱肋采用二次抛物线,矢高27.2m,结构复杂、熔透焊缝多,制作难度大;加工制作的关键为拱肋曲线和焊接质量,而拱肋管节的成型加工是影响拱肋线型和焊接质量的直接因素。通过探索,采用整体切割方法并设置合理的工艺参数,实现拱肋管节下料、坡口切割、管口线形放样一次性完成,保证拱肋曲线的成型和焊接质量;管节数控整体切割技术为创新性生产加工工艺,为自动化生产拱肋段奠定基础。
2012, 27(9): 59-63.
doi: 10.13206/j.gjg201209015
摘要:
针对武汉二环线汉口段工程钢箱梁所用的Q345q-C和Q370q-D钢的焊接性进行分析与研究,对部分焊接接头及焊接方法进行焊接工艺评定试验,确定其预热温度及焊接工艺。各项性能试验结果表明,所用焊材与钢材匹配合适,焊接工艺参数合理,各项力学性能指标满足设计及相关规范要求,不但提高了焊接接头的低温冲击韧性,还有效降低了冷裂纹和焊接应力的产生,使产品焊接接头具备良好的抗脆断性能。
针对武汉二环线汉口段工程钢箱梁所用的Q345q-C和Q370q-D钢的焊接性进行分析与研究,对部分焊接接头及焊接方法进行焊接工艺评定试验,确定其预热温度及焊接工艺。各项性能试验结果表明,所用焊材与钢材匹配合适,焊接工艺参数合理,各项力学性能指标满足设计及相关规范要求,不但提高了焊接接头的低温冲击韧性,还有效降低了冷裂纹和焊接应力的产生,使产品焊接接头具备良好的抗脆断性能。
2012, 27(9): 64-67.
doi: 10.13206/j.gjg201209016
摘要:
深圳湾体育中心主场馆钢屋盖为单层空间变曲面弯扭斜交网格结构,工程跨度大、结构体系复杂,在关键部位采用特殊钢种Q460GJD,且存在高空全位置焊接和大直径厚壁圆管的相贯焊接。在对工程特点认真分析和对Q460GJD钢焊接进行多次试验的基础上,选择匹配的焊材、优化焊接工艺、进行合理施焊、重点防护和有效控制,最终成功完成Q460GJD钢的现场焊接施工,经检验焊缝全部合格。
深圳湾体育中心主场馆钢屋盖为单层空间变曲面弯扭斜交网格结构,工程跨度大、结构体系复杂,在关键部位采用特殊钢种Q460GJD,且存在高空全位置焊接和大直径厚壁圆管的相贯焊接。在对工程特点认真分析和对Q460GJD钢焊接进行多次试验的基础上,选择匹配的焊材、优化焊接工艺、进行合理施焊、重点防护和有效控制,最终成功完成Q460GJD钢的现场焊接施工,经检验焊缝全部合格。
2012, 27(9): 68-72.
doi: 10.13206/j.gjg201209017
摘要:
东莞篮球中心屋盖结构为马鞍形车辐式钢结构,南北低、东西高。其环梁位于屋盖外端,整体呈马鞍形,由幕墙环梁与外环梁构成,中间通过2道系杆连接,两端与主体箱型梁相连。通过介绍马鞍形环梁的制作方法、安装矫正措施、测量方案、焊接方式等,可为今后类似工程环梁精确闭合及安装精度控制提供参考。
东莞篮球中心屋盖结构为马鞍形车辐式钢结构,南北低、东西高。其环梁位于屋盖外端,整体呈马鞍形,由幕墙环梁与外环梁构成,中间通过2道系杆连接,两端与主体箱型梁相连。通过介绍马鞍形环梁的制作方法、安装矫正措施、测量方案、焊接方式等,可为今后类似工程环梁精确闭合及安装精度控制提供参考。
2012, 27(9): 73-77.
doi: 10.13206/j.gjg201209018
摘要:
压型彩钢板屋面在建筑领域得到了广泛的推广和应用,但压型彩钢板附件制作不尽合理,屋面板漏水现象常见。通过分析彩钢板围护结构各主要施工部位的漏水原因,提出防水节点相对合理的制作和安装工艺,指明关键部位的防水措施。针对标准图集01J925-1《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中的细部节点做法做出相应改进,并在工程应用中达到良好的防水效果。
压型彩钢板屋面在建筑领域得到了广泛的推广和应用,但压型彩钢板附件制作不尽合理,屋面板漏水现象常见。通过分析彩钢板围护结构各主要施工部位的漏水原因,提出防水节点相对合理的制作和安装工艺,指明关键部位的防水措施。针对标准图集01J925-1《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中的细部节点做法做出相应改进,并在工程应用中达到良好的防水效果。
2012, 27(9): 78-80.
doi: 10.13206/j.gjg201209019
摘要:
列举了钢结构涂装工程中出现的各种问题,对不同的涂装案例及所带来的质量影响进行分析,并提出一些有效的可操作性建议,为钢结构涂装工程提供参考。
列举了钢结构涂装工程中出现的各种问题,对不同的涂装案例及所带来的质量影响进行分析,并提出一些有效的可操作性建议,为钢结构涂装工程提供参考。
