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2014年 第29卷 第10期
2014, 29(10): 1-3.
doi: 10.13206/j.gjg201410001
摘要
摘要:
对轻型门式刚架几种不同型式的端板-螺栓连接节点的刚度进行分析,并提出相应的计算方法。节点型式包括设置在边柱顶部的端板连接,斜置的端板连接和设置在中柱顶部的连接。还提出个别节点达不到刚性节点要求时必须考虑其对框架稳定的不利影响。
对轻型门式刚架几种不同型式的端板-螺栓连接节点的刚度进行分析,并提出相应的计算方法。节点型式包括设置在边柱顶部的端板连接,斜置的端板连接和设置在中柱顶部的连接。还提出个别节点达不到刚性节点要求时必须考虑其对框架稳定的不利影响。
2014, 29(10): 4-8.
doi: 10.13206/j.gjg201410002
摘要:
为了研究中间加劲复杂卷边槽钢纯弯构件弹性畸变屈曲应力简化计算方法,采用有限条分析软件CUFSM对不同参数的复杂卷边槽钢、Σ形复杂卷边槽钢以及腹板V形加劲复杂卷边槽钢各70个构件的畸变屈曲应力进行数值分析。在此基础上,借鉴现有板件局部屈曲应力的表达方式,引入畸变屈曲系数,经拟合分析提出上述构件畸变屈曲应力的简化计算公式,并将复杂卷边槽钢和腹板V形加劲复杂卷边槽钢的公式进行合并,对公式的有效性进行验证。
为了研究中间加劲复杂卷边槽钢纯弯构件弹性畸变屈曲应力简化计算方法,采用有限条分析软件CUFSM对不同参数的复杂卷边槽钢、Σ形复杂卷边槽钢以及腹板V形加劲复杂卷边槽钢各70个构件的畸变屈曲应力进行数值分析。在此基础上,借鉴现有板件局部屈曲应力的表达方式,引入畸变屈曲系数,经拟合分析提出上述构件畸变屈曲应力的简化计算公式,并将复杂卷边槽钢和腹板V形加劲复杂卷边槽钢的公式进行合并,对公式的有效性进行验证。
2014, 29(10): 9-12.
doi: 10.13206/j.gjg201410003
摘要:
钢结构中存在大量的轴心受力构件,作为承受永久竖向荷载的主要构件,往往是结构加固的重点。采用能量方法,分析各种杆端约束条件下,纤维增强复合材料(FRP)加固局部损伤的轴心受压钢构件在弹性失稳时的弹性屈曲临界力,并建立普遍适用的近似欧拉公式。利用ANSYS通用有限元分析软件分析FRP的厚度对损伤空心圆管临界力的影响并与该公式解析解进行对比。计算结果表明,该公式计算结果可靠,采用纤维增强复合材料加固修复局部损伤的钢结构可以有效恢复其刚度和稳定性。
钢结构中存在大量的轴心受力构件,作为承受永久竖向荷载的主要构件,往往是结构加固的重点。采用能量方法,分析各种杆端约束条件下,纤维增强复合材料(FRP)加固局部损伤的轴心受压钢构件在弹性失稳时的弹性屈曲临界力,并建立普遍适用的近似欧拉公式。利用ANSYS通用有限元分析软件分析FRP的厚度对损伤空心圆管临界力的影响并与该公式解析解进行对比。计算结果表明,该公式计算结果可靠,采用纤维增强复合材料加固修复局部损伤的钢结构可以有效恢复其刚度和稳定性。
2014, 29(10): 13-17.
doi: 10.13206/j.gjg201410004
摘要:
对于特定的PBL加劲型方钢管混凝土轴压短柱,考虑混凝土榫形成的剪力键提供的有效作用,对PBL加劲肋进行受力分析。引入混凝土有效约束系数,采用统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,推导了PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式,并对其影响因素进行了分析。将计算结果与文献试验结果进行对比,吻合较好,验证了所给公式的正确性。研究结果表明,PBL加劲型方钢管混凝土短柱的轴压承载力随双剪统一强度理论参数b、混凝土内摩擦角、加劲肋的宽度和厚度的增大而提高。所得结果可以为PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴压承载力的研究提供参考。
对于特定的PBL加劲型方钢管混凝土轴压短柱,考虑混凝土榫形成的剪力键提供的有效作用,对PBL加劲肋进行受力分析。引入混凝土有效约束系数,采用统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,推导了PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴压极限承载力的计算公式,并对其影响因素进行了分析。将计算结果与文献试验结果进行对比,吻合较好,验证了所给公式的正确性。研究结果表明,PBL加劲型方钢管混凝土短柱的轴压承载力随双剪统一强度理论参数b、混凝土内摩擦角、加劲肋的宽度和厚度的增大而提高。所得结果可以为PBL加劲型方钢管混凝土短柱轴压承载力的研究提供参考。
2014, 29(10): 18-22.
doi: 10.13206/j.gjg201410005
摘要:
将圆钢管混凝土视为统一材料(复合材料),利用处于平面应变状态下的平衡方程,推导出严格满足应力、应变边界条件下的理论解。该理论解可以定量分析钢管混凝土柱的应力与应变状态,及其相应的有效模量(又称组合模量)和极限强度。根据理论解,套箍效应和极限强度不但与钢管、核心混凝土的泊松比有关,还与其弹性模量、组合材料的面积率有关。并通过实例将理论解和试验数据进行了对比,结果非常吻合。
将圆钢管混凝土视为统一材料(复合材料),利用处于平面应变状态下的平衡方程,推导出严格满足应力、应变边界条件下的理论解。该理论解可以定量分析钢管混凝土柱的应力与应变状态,及其相应的有效模量(又称组合模量)和极限强度。根据理论解,套箍效应和极限强度不但与钢管、核心混凝土的泊松比有关,还与其弹性模量、组合材料的面积率有关。并通过实例将理论解和试验数据进行了对比,结果非常吻合。
2014, 29(10): 23-26.
doi: 10.13206/j.gjg201410006
摘要:
通过ANSYS有限元软件分析狗骨式节点、蜂窝式节点、狗骨-蜂窝式节点(I型和II型)在梁端循环位移荷载作用下的受力性能。狗骨-蜂窝式节点滞回曲线稳定饱满,无捏缩现象,表现出良好的塑性变形能力。对比节点的骨架曲线,狗骨-蜂窝式节点不仅强度、刚度没有明显降低,而且具有节省材料用量、延性好和耗能能力强等特点。研究狗骨-蜂窝式节点在循环位移荷载作用下螺栓预紧力的变化,指出剪切板处6个螺栓中角部螺栓预紧力损失最为严重。
通过ANSYS有限元软件分析狗骨式节点、蜂窝式节点、狗骨-蜂窝式节点(I型和II型)在梁端循环位移荷载作用下的受力性能。狗骨-蜂窝式节点滞回曲线稳定饱满,无捏缩现象,表现出良好的塑性变形能力。对比节点的骨架曲线,狗骨-蜂窝式节点不仅强度、刚度没有明显降低,而且具有节省材料用量、延性好和耗能能力强等特点。研究狗骨-蜂窝式节点在循环位移荷载作用下螺栓预紧力的变化,指出剪切板处6个螺栓中角部螺栓预紧力损失最为严重。
2014, 29(10): 27-31.
doi: 10.13206/j.gjg201410007
摘要:
为分析某大跨度人行桥人-车-线-桥耦合振动舒适度,首先,通过现场动测试验得到公路车辆及轨道交通加速度时程;其次,采用时程分析方法模拟随机人行荷载激励,考虑人行荷载下结构双向耦合振动,基于Grundmann模型模拟分析人群行走;最后,采用大质量法将上述激励作用于结构,分四种工况对结构进行了人-车-线-桥耦合振动分析,与动测结果吻合较好。找到了影响结构振动的主要震源,并通过增设TMD的方法有效控制了结构振动,按EN03《德国人行桥设计指南》对结构舒适度进行评价,改善了人行桥舒适度性能水准。
为分析某大跨度人行桥人-车-线-桥耦合振动舒适度,首先,通过现场动测试验得到公路车辆及轨道交通加速度时程;其次,采用时程分析方法模拟随机人行荷载激励,考虑人行荷载下结构双向耦合振动,基于Grundmann模型模拟分析人群行走;最后,采用大质量法将上述激励作用于结构,分四种工况对结构进行了人-车-线-桥耦合振动分析,与动测结果吻合较好。找到了影响结构振动的主要震源,并通过增设TMD的方法有效控制了结构振动,按EN03《德国人行桥设计指南》对结构舒适度进行评价,改善了人行桥舒适度性能水准。
2014, 29(10): 32-35.
doi: 10.13206/j.gjg201410008
摘要:
玻璃采光顶具有丰富建筑造型、提高自然采光、节约能源等优点,其在大型公共建筑中具有广泛的应用空间。结合工程实际,在讨论玻璃采光顶特点的基础上,着重分析不同杆件分别采用不同截面时,对整体结构的受力和刚度的影响。通过对不同结构体系模型进行模态响应对比分析,进一步强调结构杆件截面的选择对整体结构受力影响的重要性,为实际工程中类似采光顶支承结构体系的优化设计提供参考方法,从而达到结构受力合理,刚度适中,经济可行的目的。分析结果表明:环梁、立柱及主拱梁的截面选取极大影响整体结构的受力和刚度,并且也影响采光顶的通透性;次梁、支撑截面尺寸虽对整体结构受力、刚度影响不大,但须满足经济性要求。
玻璃采光顶具有丰富建筑造型、提高自然采光、节约能源等优点,其在大型公共建筑中具有广泛的应用空间。结合工程实际,在讨论玻璃采光顶特点的基础上,着重分析不同杆件分别采用不同截面时,对整体结构的受力和刚度的影响。通过对不同结构体系模型进行模态响应对比分析,进一步强调结构杆件截面的选择对整体结构受力影响的重要性,为实际工程中类似采光顶支承结构体系的优化设计提供参考方法,从而达到结构受力合理,刚度适中,经济可行的目的。分析结果表明:环梁、立柱及主拱梁的截面选取极大影响整体结构的受力和刚度,并且也影响采光顶的通透性;次梁、支撑截面尺寸虽对整体结构受力、刚度影响不大,但须满足经济性要求。
2014, 29(10): 36-38.
doi: 10.13206/j.gjg201410009
摘要:
C型钢板剪力墙以其独特的构造,能较好地适应高层建筑的功能和结构受力要求。对其特殊截面的剪切中心进行理论分析,采用近似法和精确法两种方式加以阐述;对多块钢板组成的构件的板件局部稳定性能进行有限元分析,分析结果与四边简支板件的临界值相符,可确定板组约束系数。通过有限元分析板件的局部屈曲,可更清楚地认识板件的屈曲特性。
C型钢板剪力墙以其独特的构造,能较好地适应高层建筑的功能和结构受力要求。对其特殊截面的剪切中心进行理论分析,采用近似法和精确法两种方式加以阐述;对多块钢板组成的构件的板件局部稳定性能进行有限元分析,分析结果与四边简支板件的临界值相符,可确定板组约束系数。通过有限元分析板件的局部屈曲,可更清楚地认识板件的屈曲特性。
2014, 29(10): 39-40.
doi: 10.13206/j.gjg201410010
摘要:
螺栓群在偏心剪力作用下会产生附加弯矩。目前常用的设计方法为弹性计算方法,但极限状态计算结果与试验结果更加吻合。通过工程上常用的实例来比较弹性和极限状态两种计算方法的结果。经过大量运算,得出两种方法的规律性变化。
螺栓群在偏心剪力作用下会产生附加弯矩。目前常用的设计方法为弹性计算方法,但极限状态计算结果与试验结果更加吻合。通过工程上常用的实例来比较弹性和极限状态两种计算方法的结果。经过大量运算,得出两种方法的规律性变化。
2014, 29(10): 41-46.
doi: 10.13206/j.gjg201410011
摘要:
在实际桥梁工程检测中,往往因为周围环境条件的制约,不能获得原计划中的所有测试数据或是所获得数据准确性受到行车荷载的影响。针对这两个问题,以某在役钢箱梁桥的损伤检测和安全性评定为例,探讨解决这两种问题的途径。首先介绍了该钢箱梁桥跨的表观检测和无损探伤,之后对该桥进行静动载试验,以获得桥梁在试验荷载下的静动力响应。为了与试验结果对比,还用两种方法建立钢箱梁桥跨的有限元模型,在对比不同方法计算准确度的基础上获得设计以及试验荷载下桥梁静力响应以及模态参数的计算值;最后,探讨静载测试数据的扩充办法,并对试验荷载作用下的计算模型进行了修正,通过模拟试验过程中某车道行车荷载对计算结果的影响,从而成功解决了前述的两种问题,实现了该钢箱梁跨的安全评定。
在实际桥梁工程检测中,往往因为周围环境条件的制约,不能获得原计划中的所有测试数据或是所获得数据准确性受到行车荷载的影响。针对这两个问题,以某在役钢箱梁桥的损伤检测和安全性评定为例,探讨解决这两种问题的途径。首先介绍了该钢箱梁桥跨的表观检测和无损探伤,之后对该桥进行静动载试验,以获得桥梁在试验荷载下的静动力响应。为了与试验结果对比,还用两种方法建立钢箱梁桥跨的有限元模型,在对比不同方法计算准确度的基础上获得设计以及试验荷载下桥梁静力响应以及模态参数的计算值;最后,探讨静载测试数据的扩充办法,并对试验荷载作用下的计算模型进行了修正,通过模拟试验过程中某车道行车荷载对计算结果的影响,从而成功解决了前述的两种问题,实现了该钢箱梁跨的安全评定。
2014, 29(10): 47-50.
doi: 10.13206/j.gjg201410012
摘要:
针对四川某500kV输电线路工程中代表性的杯形直线塔及"干"字形转角塔,利用钢结构分析设计软件STAAD建立梁桁混合模型,采用振型分解反应谱法进行不同地震水准、抗震设防烈度、场地类别下的动力特性和地震响应分析,对比研究非抗震和抗震两种情况下杆件的设计控制内力,分析地震作用对铁塔各杆件的影响程度,找出杯形塔及"干"字塔的薄弱部位,并针对薄弱部位采取加强措施。
针对四川某500kV输电线路工程中代表性的杯形直线塔及"干"字形转角塔,利用钢结构分析设计软件STAAD建立梁桁混合模型,采用振型分解反应谱法进行不同地震水准、抗震设防烈度、场地类别下的动力特性和地震响应分析,对比研究非抗震和抗震两种情况下杆件的设计控制内力,分析地震作用对铁塔各杆件的影响程度,找出杯形塔及"干"字塔的薄弱部位,并针对薄弱部位采取加强措施。
2014, 29(10): 51-54.
doi: 10.13206/j.gjg201410013
摘要:
马鞍山长江公路大桥中塔为钢塔柱,其塔梁固接段由横梁与箱梁刚性固接构成,节段尺寸与重量较大,结构形式复杂,横梁采用高强螺栓与塔柱连接,箱梁与桥面主梁焊接连接,具有4个方向的连接接口。该段结构尺寸、接口连接精度、焊接变形控制难度很大。通过确定合理的制作工艺,采用先进的精度控制技术,采取适宜的检验方法,确保塔梁固接段制作精度。
马鞍山长江公路大桥中塔为钢塔柱,其塔梁固接段由横梁与箱梁刚性固接构成,节段尺寸与重量较大,结构形式复杂,横梁采用高强螺栓与塔柱连接,箱梁与桥面主梁焊接连接,具有4个方向的连接接口。该段结构尺寸、接口连接精度、焊接变形控制难度很大。通过确定合理的制作工艺,采用先进的精度控制技术,采取适宜的检验方法,确保塔梁固接段制作精度。
2014, 29(10): 55-57.
doi: 10.13206/j.gjg201410014
摘要:
核电结构筒体质量大、尺寸大、重心高,易于变形,使得在现场拼装和翻转过程中,凸显出大量的施工技术挑战和难点。为此,在组对过程中,采用尺寸控制点;在焊接和翻转过程中,均采用防变形工装;在质量控制上,通过制定详细的质量过程控制计划并加以具体落实,为我国核电大型结构件的拼装施工提供技术参考。
核电结构筒体质量大、尺寸大、重心高,易于变形,使得在现场拼装和翻转过程中,凸显出大量的施工技术挑战和难点。为此,在组对过程中,采用尺寸控制点;在焊接和翻转过程中,均采用防变形工装;在质量控制上,通过制定详细的质量过程控制计划并加以具体落实,为我国核电大型结构件的拼装施工提供技术参考。
2014, 29(10): 58-60.
doi: 10.13206/j.gjg201410015
摘要:
镇江苏宁广场项目东塔楼为混凝土核心筒钢框架结构。外框四个角柱为"田"字形,到顶部收缩为"日"字形,同时随着结构的增高,四角钢柱逐渐倾斜,四角田字柱最大截面尺寸为2 500mm×2 000mm,最大板厚为100mm,质量最大为9.5t/m,倾斜部分钢柱分段最大质量为59.6t。对倾斜钢柱的绑扎、吊装、准确就位等关键内容进行详细分析和处理,确保工程的顺利实施。本工程重型倾斜钢柱的顺利吊装可以为后续类似工程提供参考。
镇江苏宁广场项目东塔楼为混凝土核心筒钢框架结构。外框四个角柱为"田"字形,到顶部收缩为"日"字形,同时随着结构的增高,四角钢柱逐渐倾斜,四角田字柱最大截面尺寸为2 500mm×2 000mm,最大板厚为100mm,质量最大为9.5t/m,倾斜部分钢柱分段最大质量为59.6t。对倾斜钢柱的绑扎、吊装、准确就位等关键内容进行详细分析和处理,确保工程的顺利实施。本工程重型倾斜钢柱的顺利吊装可以为后续类似工程提供参考。
2014, 29(10): 61-66.
doi: 10.13206/j.gjg201410016
摘要:
基于大型钢结构液压整体提升技术的基本原理:在地面进行结构整体拼装,拼装过程中考虑预起拱;通过三维模型进行提升应力、变形分析;用液压提升设备系统逐步加载,计算机同步控制技术将拼装好的结构整体提升至设计位置,再高空补空安装,落架后使结构体达到设计就位受力状态,将其应用到东航机库工程和中银大厦工程中,通过在提升及落架过程中对杆件应力、支撑柱沉降进行监测,结果均符合规范及设计要求,为类似工程的施工提供借鉴经验。
基于大型钢结构液压整体提升技术的基本原理:在地面进行结构整体拼装,拼装过程中考虑预起拱;通过三维模型进行提升应力、变形分析;用液压提升设备系统逐步加载,计算机同步控制技术将拼装好的结构整体提升至设计位置,再高空补空安装,落架后使结构体达到设计就位受力状态,将其应用到东航机库工程和中银大厦工程中,通过在提升及落架过程中对杆件应力、支撑柱沉降进行监测,结果均符合规范及设计要求,为类似工程的施工提供借鉴经验。
2014, 29(10): 67-70.
doi: 10.13206/j.gjg201410017
摘要:
沈阳市府恒隆广场项目中,一号塔楼皇冠位于塔楼顶部297.850m(L67M层)至344.595m标高处,为空间三维网架结构,皇冠总高度为46.745m,钢结构用量约为1 500t。由于皇冠结构造型奇特,结构复杂,故其施工测量复杂,难度较大。针对此种三维网架特点,阐述了三维网架的空间定位技术。
沈阳市府恒隆广场项目中,一号塔楼皇冠位于塔楼顶部297.850m(L67M层)至344.595m标高处,为空间三维网架结构,皇冠总高度为46.745m,钢结构用量约为1 500t。由于皇冠结构造型奇特,结构复杂,故其施工测量复杂,难度较大。针对此种三维网架特点,阐述了三维网架的空间定位技术。
2014, 29(10): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg201410018
摘要:
对国电肇庆电厂输煤钢栈桥工程采用分段整体吊装与空中对接技术进行施工,从钢栈桥分段加工、现场拼装、吊装技术三个方面阐述施工原理和施工过程。通过选择正确的吊具工况,重点验算钢丝绳的负荷、起吊高度、双机抬吊荷载率、起重臂安全等。该工程克服了大跨度钢结构运输及吊装施工过程的技术难点,解决了超长、超重钢栈桥高空单榀吊装稳定性问题,缩减了工期、节约了成本,并高效地完成施工任务,工程各项技术指标均符合设计和规范要求。表明:采用分段整体吊装与空中对接施工技术可极大地减少钢结构工程高空施工作业中的危险,实现高效有序的施工进程,值得推广应用。
对国电肇庆电厂输煤钢栈桥工程采用分段整体吊装与空中对接技术进行施工,从钢栈桥分段加工、现场拼装、吊装技术三个方面阐述施工原理和施工过程。通过选择正确的吊具工况,重点验算钢丝绳的负荷、起吊高度、双机抬吊荷载率、起重臂安全等。该工程克服了大跨度钢结构运输及吊装施工过程的技术难点,解决了超长、超重钢栈桥高空单榀吊装稳定性问题,缩减了工期、节约了成本,并高效地完成施工任务,工程各项技术指标均符合设计和规范要求。表明:采用分段整体吊装与空中对接施工技术可极大地减少钢结构工程高空施工作业中的危险,实现高效有序的施工进程,值得推广应用。
2014, 29(10): 75-78.
doi: 10.13206/j.gjg201410019
摘要:
论述无防火防护、无配置楼板底筋的组合楼板的耐火性能,对国内外组合楼板耐火极限承载力计算方法进行分析,并给出实用的设计方法。
论述无防火防护、无配置楼板底筋的组合楼板的耐火性能,对国内外组合楼板耐火极限承载力计算方法进行分析,并给出实用的设计方法。
