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2014年 第29卷 第3期
2014, 29(3): 1-3.
doi: 10.13206/j.gjg201403001
摘要
摘要:
为研究某体育场网架结构,利用脉动法对该结构1/10缩尺模型进行了动力特性测试。利用谱分析技术对所采集的数据进行分析,得出该结构的自振频率和各阶振型。根据实际模型,运用ANSYS软件建立有限元计算模型,得到该模型的各阶自振频率和模态的理论值。将试验结果与有限元分析结果进行对比,结果表明:实测结构自振周期小于理论分析值,模态相似。
为研究某体育场网架结构,利用脉动法对该结构1/10缩尺模型进行了动力特性测试。利用谱分析技术对所采集的数据进行分析,得出该结构的自振频率和各阶振型。根据实际模型,运用ANSYS软件建立有限元计算模型,得到该模型的各阶自振频率和模态的理论值。将试验结果与有限元分析结果进行对比,结果表明:实测结构自振周期小于理论分析值,模态相似。
2014, 29(3): 4-6.
doi: 10.13206/j.gjg201403002
摘要:
针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。
针对新型巨型钢框架-拉索支撑结构体系的抗震性能,采用Pushover分析、振型分解反应谱分析及时程分析三种方法,分别研究典型巨型钢框架-拉索支撑结构在8度多遇地震作用下的底部剪力和层间位移角。结果表明,三种不同抗震分析方法得到的底部剪力和层间位移角最大值由小到大的顺序均为:Pushove分析、反应谱分析、时程分析。由于时程分析法能更好地反映巨型钢框架-拉索支撑结构顶部的地震作用响应,在评估其抗震性能时应作为其他两种方法的补充。
2014, 29(3): 7-11.
doi: 10.13206/j.gjg201403003
摘要:
运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,模拟两端铰接的高强钢材焊接工字形截面轴心受压与偏心受压的受力性能,并用国内外试验数据验证有限元模型的正确性。在有限元模型建立过程中,对不同强度等级(460,690,960MPa)的高强钢构件进行模拟,充分考虑多种非线性因素以保证模型的正确性。为了充分验证模型,对不同强度等级、构件长度、截面尺寸的构件进行有限元计算,将计算得到的极限承载力与试验结果对比。在此过程中,采用初弯曲等效模型与弯矩等效模型分别模拟轴心受压构件和偏心受压构件。结果表明:该有限元模型有足够的精度,可以较好地模拟实际构件受力性能。
运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,模拟两端铰接的高强钢材焊接工字形截面轴心受压与偏心受压的受力性能,并用国内外试验数据验证有限元模型的正确性。在有限元模型建立过程中,对不同强度等级(460,690,960MPa)的高强钢构件进行模拟,充分考虑多种非线性因素以保证模型的正确性。为了充分验证模型,对不同强度等级、构件长度、截面尺寸的构件进行有限元计算,将计算得到的极限承载力与试验结果对比。在此过程中,采用初弯曲等效模型与弯矩等效模型分别模拟轴心受压构件和偏心受压构件。结果表明:该有限元模型有足够的精度,可以较好地模拟实际构件受力性能。
2014, 29(3): 12-17.
doi: 10.13206/j.gjg201403004
摘要:
设计了一套H形钢构件双向压弯滞回加载测量试验系统,用以实现H形钢构件在三轴受力时的加载和试件响应的精确测量。试验系统具有如下特点:加载系统采用万向铰-跟动装置系统,能够精确实施既定的加载方案,避免加载时产生附加弯矩和扭矩,有效消除摩擦力的影响;试验位移测量系统能够精确测量得到试件加载时的三维空间响应;试验应变测量布置可考察柱底部翼缘和腹板屈服及屈曲的发生,并可利用加载时弹性段的应力反算水平反力,进而计算其摩擦力;试验结果显示试验加载和测量系统相对都比较稳定,所得到的试验结果可靠,可以进行H形钢构件双轴压弯滞回性能的研究。
设计了一套H形钢构件双向压弯滞回加载测量试验系统,用以实现H形钢构件在三轴受力时的加载和试件响应的精确测量。试验系统具有如下特点:加载系统采用万向铰-跟动装置系统,能够精确实施既定的加载方案,避免加载时产生附加弯矩和扭矩,有效消除摩擦力的影响;试验位移测量系统能够精确测量得到试件加载时的三维空间响应;试验应变测量布置可考察柱底部翼缘和腹板屈服及屈曲的发生,并可利用加载时弹性段的应力反算水平反力,进而计算其摩擦力;试验结果显示试验加载和测量系统相对都比较稳定,所得到的试验结果可靠,可以进行H形钢构件双轴压弯滞回性能的研究。
2014, 29(3): 18-22.
doi: 10.13206/j.gjg201403005
摘要:
基于蜂窝状钢骨混凝土L形柱低周反复荷载试验的结果,利用大型有限元分析软件,建立蜂窝状钢骨混凝土L形柱的计算模型,并对其在不同轴压比条件下低周反复荷载全过程进行非线性有限元分析。从而进一步对蜂窝状钢骨混凝土L形柱抗震性能影响因素进行分析,并分别建立其有限元模型进行数值分析,得到不同轴压比、剪跨比、体积配箍率及腹板开洞率情况下的蜂窝状钢骨混凝土L形柱的滞回曲线和骨架曲线,分析不同因素对L形柱延性性能以及变形能力的影响。
基于蜂窝状钢骨混凝土L形柱低周反复荷载试验的结果,利用大型有限元分析软件,建立蜂窝状钢骨混凝土L形柱的计算模型,并对其在不同轴压比条件下低周反复荷载全过程进行非线性有限元分析。从而进一步对蜂窝状钢骨混凝土L形柱抗震性能影响因素进行分析,并分别建立其有限元模型进行数值分析,得到不同轴压比、剪跨比、体积配箍率及腹板开洞率情况下的蜂窝状钢骨混凝土L形柱的滞回曲线和骨架曲线,分析不同因素对L形柱延性性能以及变形能力的影响。
2014, 29(3): 23-27.
doi: 10.13206/j.gjg201403006
摘要:
采用有限元法对方钢管混凝土组合异形柱轴压性能进行模拟分析,通过有限元模型的破坏形式和轴压承载力与试验结果对比,验证了有限元程序的可行性。基于有限元分析结果,训练神经网络,通过承载力的对比,二者误差较小,验证了神经网络的可行性和精确性。利用神经网络对十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力影响因素进行参数化分析,结果表明承载力随着钢材强度、混凝土强度、钢管高度、钢管尺寸和钢管厚度的增大而增大。
采用有限元法对方钢管混凝土组合异形柱轴压性能进行模拟分析,通过有限元模型的破坏形式和轴压承载力与试验结果对比,验证了有限元程序的可行性。基于有限元分析结果,训练神经网络,通过承载力的对比,二者误差较小,验证了神经网络的可行性和精确性。利用神经网络对十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力影响因素进行参数化分析,结果表明承载力随着钢材强度、混凝土强度、钢管高度、钢管尺寸和钢管厚度的增大而增大。
2014, 29(3): 28-31.
doi: 10.13206/j.gjg201403007
摘要:
采用有限元分析软件ANSYS,对钢梁-方钢管内置C60混凝土和聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP ECC)梁柱节点进行了三维非线性有限元分析。分析结果表明:由于PP ECC的作用,钢梁-方钢管钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力远大于钢梁-方钢管钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力,充分体现出PP ECC具有良好的刚度及承载力。PP ECC比混凝土能更好地与钢管、钢骨进行协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。
采用有限元分析软件ANSYS,对钢梁-方钢管内置C60混凝土和聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP ECC)梁柱节点进行了三维非线性有限元分析。分析结果表明:由于PP ECC的作用,钢梁-方钢管钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力远大于钢梁-方钢管钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力,充分体现出PP ECC具有良好的刚度及承载力。PP ECC比混凝土能更好地与钢管、钢骨进行协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。
2014, 29(3): 32-37.
doi: 10.13206/j.gjg201403008
摘要:
基于国产钢材良好的耗能性能,提出一种新型的软钢耗能装置,此耗能装置不仅具有全截面同时屈服的特性,还具有分阶段耗能的特点。通过有限元软件ABAQUS对该新型耗能装置及其重要组成部件———单片耗能钢片分别进行线性加载、滞回加载以及疲劳加载,对其耗能机理、力学性能、耗能性能及疲劳性能进行分析研究。结果表明:此新型耗能装置滞回曲线饱满,耗能性能优越,分阶段耗能特点明显,且性能稳定,具有广阔的应用前景。
基于国产钢材良好的耗能性能,提出一种新型的软钢耗能装置,此耗能装置不仅具有全截面同时屈服的特性,还具有分阶段耗能的特点。通过有限元软件ABAQUS对该新型耗能装置及其重要组成部件———单片耗能钢片分别进行线性加载、滞回加载以及疲劳加载,对其耗能机理、力学性能、耗能性能及疲劳性能进行分析研究。结果表明:此新型耗能装置滞回曲线饱满,耗能性能优越,分阶段耗能特点明显,且性能稳定,具有广阔的应用前景。
2014, 29(3): 38-41.
doi: 10.13206/j.gjg201403009
摘要:
淮安大剧院位于7度抗震设防区,设有1 230个座席。建筑整体由上、下两个不同心的空间椭圆组成,建筑总高度为19.425~28.074m。主体结构在观众厅周边及舞台平面转角部位适当布置剪力墙形成钢筋混凝土框架-剪力墙结构。根据建筑体型需要,入口门厅采用斜柱钢结构体系,下端采用型钢混凝土柱与之过渡,并与下部混凝土构件可靠连接,屋面支座与主体结构铰接,在增大钢结构整体刚度和稳定性同时减小水平力作用下对混凝土结构的影响。建筑周边设置单向预应力拉索玻璃幕墙,最大拉索长度18m,单索拉力较大达到590kN,前厅采用外挑钢梁及自平衡钢立柱、后台及侧台周边采用钢筋混凝土外挑桁架作为拉索幕墙支座。经计算分析,设计满足相关规范要求。
淮安大剧院位于7度抗震设防区,设有1 230个座席。建筑整体由上、下两个不同心的空间椭圆组成,建筑总高度为19.425~28.074m。主体结构在观众厅周边及舞台平面转角部位适当布置剪力墙形成钢筋混凝土框架-剪力墙结构。根据建筑体型需要,入口门厅采用斜柱钢结构体系,下端采用型钢混凝土柱与之过渡,并与下部混凝土构件可靠连接,屋面支座与主体结构铰接,在增大钢结构整体刚度和稳定性同时减小水平力作用下对混凝土结构的影响。建筑周边设置单向预应力拉索玻璃幕墙,最大拉索长度18m,单索拉力较大达到590kN,前厅采用外挑钢梁及自平衡钢立柱、后台及侧台周边采用钢筋混凝土外挑桁架作为拉索幕墙支座。经计算分析,设计满足相关规范要求。
2014, 29(3): 42-44.
doi: 10.13206/j.gjg201403010
摘要:
窑街煤电集团体育馆屋顶采用双层网壳结构。结合建筑外形综合考虑设计计算和加工制作,确定合理的网壳几何拓扑和支承形式。应用3D3S软件进行有限元分析,总结该结构的静力特性和动力特性。
窑街煤电集团体育馆屋顶采用双层网壳结构。结合建筑外形综合考虑设计计算和加工制作,确定合理的网壳几何拓扑和支承形式。应用3D3S软件进行有限元分析,总结该结构的静力特性和动力特性。
2014, 29(3): 45-47.
doi: 10.13206/j.gjg201403011
摘要:
介绍金属拱形波纹屋盖建筑的特点和优点,并结合具体工程项目介绍金属拱形波纹屋盖的结构设计分析情况及典型节点和施工特点,可为类似工程项目提供参考。
介绍金属拱形波纹屋盖建筑的特点和优点,并结合具体工程项目介绍金属拱形波纹屋盖的结构设计分析情况及典型节点和施工特点,可为类似工程项目提供参考。
2014, 29(3): 48-50.
doi: 10.13206/j.gjg201403012
摘要:
针对大檩条屋面结构体系的特点,应用有限元计算软件,对结构体系变形特点、大檩条隅撑组合梁进行系统分析,并对大檩条简化计算方法加以讨论,得出若干设计中需要注意问题的处理意见。
针对大檩条屋面结构体系的特点,应用有限元计算软件,对结构体系变形特点、大檩条隅撑组合梁进行系统分析,并对大檩条简化计算方法加以讨论,得出若干设计中需要注意问题的处理意见。
2014, 29(3): 51-56.
doi: 10.13206/j.gjg201403013
摘要:
CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(2012版)增加了7.2.21款条文,要求对轻型门式刚架梁柱端板式连接节点,按理想刚接进行设计。该规程针对单跨门式刚架和中柱为摇摆柱的多跨刚架的情况作了详细说明,但在很多情况下,中柱为非摇摆柱的多跨轻型门式刚架常被采用。采用CECS 102∶2002(2012版)和欧洲规范规定的准则,结合合肥某工程多跨轻型门式刚架,验算了中柱、边柱与横梁连接的受力和节点整体转动刚度。结果表明:中柱与横梁的连接节点较难满足理想刚接的要求,为保证刚架安全,应严格按照规程7.2.21款设计刚架边柱节点。利用MIDAS GEN程序验算了中柱与横梁连接节点不同相对刚度下的刚架内力和变形,发现其对内力的影响较小,对柱顶水平位移的影响较大。本工程按照MIDAS的计算结果,忽略中柱节点半刚性对刚架内力的影响,仅对柱顶水平位移进行修正。
CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(2012版)增加了7.2.21款条文,要求对轻型门式刚架梁柱端板式连接节点,按理想刚接进行设计。该规程针对单跨门式刚架和中柱为摇摆柱的多跨刚架的情况作了详细说明,但在很多情况下,中柱为非摇摆柱的多跨轻型门式刚架常被采用。采用CECS 102∶2002(2012版)和欧洲规范规定的准则,结合合肥某工程多跨轻型门式刚架,验算了中柱、边柱与横梁连接的受力和节点整体转动刚度。结果表明:中柱与横梁的连接节点较难满足理想刚接的要求,为保证刚架安全,应严格按照规程7.2.21款设计刚架边柱节点。利用MIDAS GEN程序验算了中柱与横梁连接节点不同相对刚度下的刚架内力和变形,发现其对内力的影响较小,对柱顶水平位移的影响较大。本工程按照MIDAS的计算结果,忽略中柱节点半刚性对刚架内力的影响,仅对柱顶水平位移进行修正。
2014, 29(3): 57-58.
doi: 10.13206/j.gjg201403014
摘要:
横向铰接框架在国内使用不多,故该种框架形式节点设计的计算资料也不多见,为解决工程的实际需要,结合规范及其背景资料,提出了计算方案,供同行参考。
横向铰接框架在国内使用不多,故该种框架形式节点设计的计算资料也不多见,为解决工程的实际需要,结合规范及其背景资料,提出了计算方案,供同行参考。
2014, 29(3): 59-62.
doi: 10.13206/j.gjg201403015
摘要:
通过有限元方法,以大机组火电厂脱硫工程中吸收塔、粉仓等设备为对象,进行模拟计算分析,得出各种大型设备的结构特性和力学性能,并分析其在复杂荷载组合作用下的强度、屈曲、变形等,为大型设备设计提供有效的计算方法,可供其他类似工程参考。
通过有限元方法,以大机组火电厂脱硫工程中吸收塔、粉仓等设备为对象,进行模拟计算分析,得出各种大型设备的结构特性和力学性能,并分析其在复杂荷载组合作用下的强度、屈曲、变形等,为大型设备设计提供有效的计算方法,可供其他类似工程参考。
2014, 29(3): 63-67.
doi: 10.13206/j.gjg201403016
摘要:
钢结构轴心受压构件在板件宽厚比超过一定范围时会发生整体局部相关失稳。介绍美国、欧洲、中国和英国4种钢结构设计规范中关于轴心受压构件相关稳定的设计方法,并以焊接工字型截面轴心受压构件为例对各种规范的设计方法进行对比分析。美国钢结构设计规范通过引入屈曲折减系数Q对强度进行折减的方法考虑板件局部屈曲的影响,欧洲和英国钢结构设计规范均采用有效截面面积考虑板件的局部屈曲,并对构件长细比进行一定程度的折减。我国钢结构设计规范对于轴心受压构件相关稳定的设计方法仍需进一步研究和完善。
钢结构轴心受压构件在板件宽厚比超过一定范围时会发生整体局部相关失稳。介绍美国、欧洲、中国和英国4种钢结构设计规范中关于轴心受压构件相关稳定的设计方法,并以焊接工字型截面轴心受压构件为例对各种规范的设计方法进行对比分析。美国钢结构设计规范通过引入屈曲折减系数Q对强度进行折减的方法考虑板件局部屈曲的影响,欧洲和英国钢结构设计规范均采用有效截面面积考虑板件的局部屈曲,并对构件长细比进行一定程度的折减。我国钢结构设计规范对于轴心受压构件相关稳定的设计方法仍需进一步研究和完善。
2014, 29(3): 68-71.
doi: 10.13206/j.gjg201403017
摘要:
沈阳鼓风机压缩机厂房钢结构工程中,钢管混凝土格构柱具有自重大、体积大且形状不规则以及牛腿和肩梁部位的焊缝密集且焊缝截面积较大等特点,介绍钢管混凝土格构柱定板穿管的胎具组装工艺和CO2气体保护焊单面焊双面成型焊接工艺以及焊接反变形、刚性固定、预留焊接收缩量等混凝土焊接变形控制技术,解决大型钢管混凝土格构柱吊运组装困难、部件连接精度不易控制以及焊接变形量大等难题,取得了良好的效果。
沈阳鼓风机压缩机厂房钢结构工程中,钢管混凝土格构柱具有自重大、体积大且形状不规则以及牛腿和肩梁部位的焊缝密集且焊缝截面积较大等特点,介绍钢管混凝土格构柱定板穿管的胎具组装工艺和CO2气体保护焊单面焊双面成型焊接工艺以及焊接反变形、刚性固定、预留焊接收缩量等混凝土焊接变形控制技术,解决大型钢管混凝土格构柱吊运组装困难、部件连接精度不易控制以及焊接变形量大等难题,取得了良好的效果。
2014, 29(3): 72-75.
doi: 10.13206/j.gjg201403018
摘要:
重庆东水门长江大桥是国内首座双塔单索面钢桁梁斜拉桥,钢桁梁采用无竖杆整体节点三角桁架,上、下层桥面系连接关系复杂、刚度较大,中纵梁内设置锚箱,作为索梁连接的主要构件。由于设计结构独特,生产制作难度较大,为保证产品质量,在重要杆件制作时,主要采取后孔法与先孔法相结合、自制大型整体桥面组装胎架,精度控制与管理、整体划线及选用、合理施焊顺序等施工工艺措施,为桥位顺利安装架设提供保障。
重庆东水门长江大桥是国内首座双塔单索面钢桁梁斜拉桥,钢桁梁采用无竖杆整体节点三角桁架,上、下层桥面系连接关系复杂、刚度较大,中纵梁内设置锚箱,作为索梁连接的主要构件。由于设计结构独特,生产制作难度较大,为保证产品质量,在重要杆件制作时,主要采取后孔法与先孔法相结合、自制大型整体桥面组装胎架,精度控制与管理、整体划线及选用、合理施焊顺序等施工工艺措施,为桥位顺利安装架设提供保障。
2014, 29(3): 76-78.
doi: 10.13206/j.gjg201403019
摘要:
某大型喷泵进水流道线型复杂,加工精度要求高,需综合平衡板件加工、焊接质量及焊接变形控制难度。基于"先大后小、适当余量、便于焊接"的原则进行了板件划分,并采用冷、热弯加工相结合的方法完成板件制作,最终实现流道整体焊接成型,为复杂线型、大尺寸、高强度厚板结构的制作提供了可行的施工经验。
某大型喷泵进水流道线型复杂,加工精度要求高,需综合平衡板件加工、焊接质量及焊接变形控制难度。基于"先大后小、适当余量、便于焊接"的原则进行了板件划分,并采用冷、热弯加工相结合的方法完成板件制作,最终实现流道整体焊接成型,为复杂线型、大尺寸、高强度厚板结构的制作提供了可行的施工经验。
2014, 29(3): 79-83.
doi: 10.13206/j.gjg201403020
摘要:
靖江市体育中心平台钢结构是平面呈弯扭状的大跨度网架结构,在施工中采用整体提升的施工技术。通过对平台网架的非线性施工过程仿真分析,系统地介绍仿真分析的工程应用价值和意义,同时也较详细地阐述了仿真模拟中的注意事项、参数设置等,可为今后类似提升工程的施工过程仿真分析提供借鉴和参考。同时通过对仿真分析数据与实测数据的比较,验证了仿真分析数据的可靠性。
靖江市体育中心平台钢结构是平面呈弯扭状的大跨度网架结构,在施工中采用整体提升的施工技术。通过对平台网架的非线性施工过程仿真分析,系统地介绍仿真分析的工程应用价值和意义,同时也较详细地阐述了仿真模拟中的注意事项、参数设置等,可为今后类似提升工程的施工过程仿真分析提供借鉴和参考。同时通过对仿真分析数据与实测数据的比较,验证了仿真分析数据的可靠性。
