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2014年 第29卷 第5期
2014, 29(5): 1-6.
doi: 10.13206/j.gjg201405001
摘要
摘要:
基于Galerkin方法,建立风荷载作用下考虑垂度影响斜拉索-黏滞液体阻尼器(Viscous Fluid Damper,VFD)系统的非线性动力方程及其状态方程。分析斜拉索-VFD系统的动力特性;评价预应力和单位质量对斜拉索自振频率的影响。在时域内计算分析斜拉索-VFD系统风致动力响应。结合工程实例,基于ANSYS软件在时域内通过数值验证VFD对斜拉索风振控制的效果。结果表明,VFD能够有效地控制斜拉索的风致振动。VFD对斜拉索的风振控制具有一定的工程应用价值。
基于Galerkin方法,建立风荷载作用下考虑垂度影响斜拉索-黏滞液体阻尼器(Viscous Fluid Damper,VFD)系统的非线性动力方程及其状态方程。分析斜拉索-VFD系统的动力特性;评价预应力和单位质量对斜拉索自振频率的影响。在时域内计算分析斜拉索-VFD系统风致动力响应。结合工程实例,基于ANSYS软件在时域内通过数值验证VFD对斜拉索风振控制的效果。结果表明,VFD能够有效地控制斜拉索的风致振动。VFD对斜拉索的风振控制具有一定的工程应用价值。
2014, 29(5): 7-11.
doi: 10.13206/j.gjg201405002
摘要:
采用直接强度法对卷边薄壁H型钢轴压构件的稳定性能进行研究,利用有限条软件CUFSM对其系列试件进行数值分析,根据数值分析的结果,得到不同参数下的影响规律曲线,对工程设计提出一些优化建议,并对局部屈曲下的卷边薄壁H型钢轴压构件的直接强度法公式进行修正。
采用直接强度法对卷边薄壁H型钢轴压构件的稳定性能进行研究,利用有限条软件CUFSM对其系列试件进行数值分析,根据数值分析的结果,得到不同参数下的影响规律曲线,对工程设计提出一些优化建议,并对局部屈曲下的卷边薄壁H型钢轴压构件的直接强度法公式进行修正。
2014, 29(5): 12-15.
doi: 10.13206/j.gjg201405003
摘要:
结构易损性为结构在突发事件作用下容易受到伤害或损伤的程度,它反映了特定条件下结构的脆弱性和结构对意外损伤的承受能力。在构形易损性理论中,节点构形度是进行整个杆系结构拓扑关系易损性分析的基础。首先,给出了节点相关刚度矩阵、节点主刚度系数和节点构形度的概念;然后,以经典双杆结构体系为例,通过对比节点构形度和荷载作用下节点位移随杆件夹角的变化规律,从刚度角度揭示了节点构形度代表结构在此节点处承受任意方向荷载的能力。
结构易损性为结构在突发事件作用下容易受到伤害或损伤的程度,它反映了特定条件下结构的脆弱性和结构对意外损伤的承受能力。在构形易损性理论中,节点构形度是进行整个杆系结构拓扑关系易损性分析的基础。首先,给出了节点相关刚度矩阵、节点主刚度系数和节点构形度的概念;然后,以经典双杆结构体系为例,通过对比节点构形度和荷载作用下节点位移随杆件夹角的变化规律,从刚度角度揭示了节点构形度代表结构在此节点处承受任意方向荷载的能力。
2014, 29(5): 16-19.
doi: 10.13206/j.gjg201405004
摘要:
为研究某水泥厂三号生产线30m长钢桁架输送栈桥的振动特性,对结构在皮带停止运转、皮带运转不输送物料以及皮带运转输送物料三种工作状态下进行了现场试验,测得该输送栈桥的自振频率,得到其频谱曲线。针对测试结果,采用有限元分析软件SAP 2000对上述钢桁架输送栈桥进行了模态分析,并得到其前4阶振型及自振频率。通过对比有限元分析得到的自振频率与现场实测得到的频谱曲线,分析不同工况下输送设备对栈桥振动的影响。
为研究某水泥厂三号生产线30m长钢桁架输送栈桥的振动特性,对结构在皮带停止运转、皮带运转不输送物料以及皮带运转输送物料三种工作状态下进行了现场试验,测得该输送栈桥的自振频率,得到其频谱曲线。针对测试结果,采用有限元分析软件SAP 2000对上述钢桁架输送栈桥进行了模态分析,并得到其前4阶振型及自振频率。通过对比有限元分析得到的自振频率与现场实测得到的频谱曲线,分析不同工况下输送设备对栈桥振动的影响。
2014, 29(5): 20-24.
doi: 10.13206/j.gjg201405005
摘要:
应用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中格构柱板条模型和缀条模型相叠加的方法,对开孔钢板连接L形方钢管混凝土组合异形柱换算长细比计算方法进行了推导。建立了与试验结果相吻合的有限元模型,并以长细比为变量,验证了换算长细比计算公式的正确性。
应用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中格构柱板条模型和缀条模型相叠加的方法,对开孔钢板连接L形方钢管混凝土组合异形柱换算长细比计算方法进行了推导。建立了与试验结果相吻合的有限元模型,并以长细比为变量,验证了换算长细比计算公式的正确性。
2014, 29(5): 25-28.
doi: 10.13206/j.gjg201405006
摘要:
锚栓的锚固长度对其受力性能至关重要,但国内标准与规范对此没有统一的规定。通过分析锚栓受力及破坏模式,推导出锚固长度计算公式,并提出锚栓设计时的构造要求。
锚栓的锚固长度对其受力性能至关重要,但国内标准与规范对此没有统一的规定。通过分析锚栓受力及破坏模式,推导出锚固长度计算公式,并提出锚栓设计时的构造要求。
2014, 29(5): 29-33.
doi: 10.13206/j.gjg201405007
摘要:
因太阳辐射引起结构升温的计算方法在我国规范中并无明确规定,温度作用的取值仍处于探索的阶段。为此提出温度作用最不利布置的概念,以解释整体升温的温度作用计算方法缺陷的原因。温度作用最不利布置与活荷载的最不利布置相似,有着本身的规律,采用整体温度升降的计算方法对结构的设计偏不安全。
因太阳辐射引起结构升温的计算方法在我国规范中并无明确规定,温度作用的取值仍处于探索的阶段。为此提出温度作用最不利布置的概念,以解释整体升温的温度作用计算方法缺陷的原因。温度作用最不利布置与活荷载的最不利布置相似,有着本身的规律,采用整体温度升降的计算方法对结构的设计偏不安全。
2014, 29(5): 34-36.
doi: 10.13206/j.gjg201405008
摘要:
2014年是多次预应力钢结构工程——攀枝花体育馆健康服役20周年的纪念年。漫长岁月和风雨灾害的考验,表明了多次预应力技术理论分析的正确性、工程实践的可行性和建设成本的经济性。攀枝花体育馆工程可谓是当今大力推广"绿色建筑工程"中的精品,值得积极宣传与推广。
2014年是多次预应力钢结构工程——攀枝花体育馆健康服役20周年的纪念年。漫长岁月和风雨灾害的考验,表明了多次预应力技术理论分析的正确性、工程实践的可行性和建设成本的经济性。攀枝花体育馆工程可谓是当今大力推广"绿色建筑工程"中的精品,值得积极宣传与推广。
2014, 29(5): 37-39.
doi: 10.13206/j.gjg201405009
摘要:
介绍蜂窝型球面网壳结构,利用有限元软件ANSYS参数化设计语言APDL,建立蜂窝型即六边形球面网壳模型,提取杆件长度,并对其进行受力分析。结果表明,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下蜂窝型球面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大方便;由于网壳只有两类长度相等的杆件,便于工业化大批量生产;同时结构具有良好的建筑视觉效果。
介绍蜂窝型球面网壳结构,利用有限元软件ANSYS参数化设计语言APDL,建立蜂窝型即六边形球面网壳模型,提取杆件长度,并对其进行受力分析。结果表明,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下蜂窝型球面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大方便;由于网壳只有两类长度相等的杆件,便于工业化大批量生产;同时结构具有良好的建筑视觉效果。
2014, 29(5): 40-42.
doi: 10.13206/j.gjg201405010
摘要:
利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。
利用通用有限元软件ANSYS参数化设计语言,建立蜂窝型网格(正六边形)的柱面网壳模型。同时,针对单纯的六边形网格柱面网壳由于刚度和稳定性较低,无法在中大跨度网壳结构中使用的问题,借鉴网壳、网架结构中正放四角锥型的腹杆连接形式,提出在每个六边形网格上施加正放六角锥型腹杆的连接形式,从而使每个六边形网格都得到加强。结构分析表明,单元网格得到加强后的六边形网格柱面网壳整体刚度和稳定性都得到很大程度的加强,且由于网格加强的杆件均采用较小的截面以及结构得到加强以后自身承载能力增加所带来的耗钢量的降低,故加强后的结构在保留六边形结构简洁、通透、耗钢量低等优点的前提下,大大提高了六边形网格柱面网壳结构的适用范围。同时,采用参数化设计方法建立的参数化建模程序为进行不同类型、不同几何参数下六边形柱面网壳的受力分析和设计方案比较提供了极大的方便。
2014, 29(5): 43-45.
doi: 10.13206/j.gjg201405011
摘要:
西宁站无站台柱风雨棚采用"钢管混凝土柱+单层柱面钢网壳"结构,结构最大跨度24.3m。单层网壳结构是一种对初始缺陷比较敏感的结构,其稳定承载能力往往由屈曲后性能决定。而传统的特征值分析法往往会过高估计结构的稳定承载能力,也无法了解结构的后屈曲性能。针对西宁站风雨棚结构采用考虑几何非线性的有限元分析方法,对其整体稳定分析进行介绍。
西宁站无站台柱风雨棚采用"钢管混凝土柱+单层柱面钢网壳"结构,结构最大跨度24.3m。单层网壳结构是一种对初始缺陷比较敏感的结构,其稳定承载能力往往由屈曲后性能决定。而传统的特征值分析法往往会过高估计结构的稳定承载能力,也无法了解结构的后屈曲性能。针对西宁站风雨棚结构采用考虑几何非线性的有限元分析方法,对其整体稳定分析进行介绍。
2014, 29(5): 46-51.
doi: 10.13206/j.gjg201405012
摘要:
以宜万铁路大跨度铁路钢桁拱桥——万州长江大桥为工程背景,通过对施工方案进行有限元空间过程仿真进一步优化了杆件安装顺序,并开展线形及应力监控测试,保证架设全过程中钢桁拱的结构安全及稳定;温度效应的理论计算及测试,为选定合龙时机、合龙微调提供了数据支持。采用优化的杆件架设方案顺利实现了大跨度钢桁拱结构的"零误差、零附加应力"合龙,对同类桥梁的施工方案比选和优化具有借鉴意义。
以宜万铁路大跨度铁路钢桁拱桥——万州长江大桥为工程背景,通过对施工方案进行有限元空间过程仿真进一步优化了杆件安装顺序,并开展线形及应力监控测试,保证架设全过程中钢桁拱的结构安全及稳定;温度效应的理论计算及测试,为选定合龙时机、合龙微调提供了数据支持。采用优化的杆件架设方案顺利实现了大跨度钢桁拱结构的"零误差、零附加应力"合龙,对同类桥梁的施工方案比选和优化具有借鉴意义。
2014, 29(5): 52-55.
doi: 10.13206/j.gjg201405013
摘要:
光谷大桥主桥跨越武汉市东湖风景区庙湖水域,是武汉市八一路延长线控制工程。主桥主梁采用了等高度连续钢箱梁方案,跨度布置为(5×60)m,桥墩采用钢制异形框架结构,承台采用整体式圆端型承台,基础采用群桩基础。介绍光谷大桥主桥的设计思路、构造特点、铺装、防腐涂装要求以及架设方法。此类型的连续钢箱梁桥以及钢桥墩具有可工厂化制作、吊装重量轻、施工时间短、对交通影响小等优越性,适应于工期要求紧、景观效果要求特殊的市政桥梁。设计方法对类似桥梁的设计有一定的借鉴意义。
光谷大桥主桥跨越武汉市东湖风景区庙湖水域,是武汉市八一路延长线控制工程。主桥主梁采用了等高度连续钢箱梁方案,跨度布置为(5×60)m,桥墩采用钢制异形框架结构,承台采用整体式圆端型承台,基础采用群桩基础。介绍光谷大桥主桥的设计思路、构造特点、铺装、防腐涂装要求以及架设方法。此类型的连续钢箱梁桥以及钢桥墩具有可工厂化制作、吊装重量轻、施工时间短、对交通影响小等优越性,适应于工期要求紧、景观效果要求特殊的市政桥梁。设计方法对类似桥梁的设计有一定的借鉴意义。
2014, 29(5): 56-58.
doi: 10.13206/j.gjg201405014
摘要:
滕州解放大桥为独塔单索面斜拉桥,采用墩塔梁固结体系,桥塔为钢管混凝土结构,主跨采用扁平式钢箱梁,其余跨采用箱形混凝土梁。该桥采用"先梁后索"总体施工方案,在制作工艺上采用了合理分割技术,钢箱梁总拼与块体制作相结合,钢塔预拼装与节段制作相结合技术等关键技术;钢箱梁采用支架安装,钢塔采用两节段接高后吊装,很好地控制了施工质量,并应用400t履带吊等先进设备,搭设高90m脚手架施工平台保证了施工安全。
滕州解放大桥为独塔单索面斜拉桥,采用墩塔梁固结体系,桥塔为钢管混凝土结构,主跨采用扁平式钢箱梁,其余跨采用箱形混凝土梁。该桥采用"先梁后索"总体施工方案,在制作工艺上采用了合理分割技术,钢箱梁总拼与块体制作相结合,钢塔预拼装与节段制作相结合技术等关键技术;钢箱梁采用支架安装,钢塔采用两节段接高后吊装,很好地控制了施工质量,并应用400t履带吊等先进设备,搭设高90m脚手架施工平台保证了施工安全。
2014, 29(5): 59-61.
doi: 10.13206/j.gjg201405015
摘要:
随着超高层建筑的发展,高强度大直径预应力地脚锚栓的应用也越来越普遍,由于目前此类锚栓的制作工艺及施工技术在国内外还没有可循的规范,且高强度大直径预应力锚栓制作工艺复杂、精度要求严格。结合天津恒富大厦南塔工程,针对高强度大直径预应力锚栓的特点及制作重(难)点,从各个工序详细阐述其制作技术,可为今后类似工程提供借鉴。
随着超高层建筑的发展,高强度大直径预应力地脚锚栓的应用也越来越普遍,由于目前此类锚栓的制作工艺及施工技术在国内外还没有可循的规范,且高强度大直径预应力锚栓制作工艺复杂、精度要求严格。结合天津恒富大厦南塔工程,针对高强度大直径预应力锚栓的特点及制作重(难)点,从各个工序详细阐述其制作技术,可为今后类似工程提供借鉴。
2014, 29(5): 62-65.
doi: 10.13206/j.gjg201405016
摘要:
高层建筑地下室常具有支撑密集、施工空间狭小等特点,常导致劲性钢结构与土建施工相互影响,影响施工效率与安装精度。为此,研究一种适合于受基坑支撑影响的地下室劲性钢结构施工技术,采用自制的微调定位措施,提高悬空地脚螺栓的安装精度;另外,通过优化劲性钢柱吊装方法,提高施工效率与安装精度,解决受基坑支撑影响下的劲性钢柱安装问题。并采用全站仪与水准仪进行监测,最大偏差均控制在3mm以内,取得了较好的效果。
高层建筑地下室常具有支撑密集、施工空间狭小等特点,常导致劲性钢结构与土建施工相互影响,影响施工效率与安装精度。为此,研究一种适合于受基坑支撑影响的地下室劲性钢结构施工技术,采用自制的微调定位措施,提高悬空地脚螺栓的安装精度;另外,通过优化劲性钢柱吊装方法,提高施工效率与安装精度,解决受基坑支撑影响下的劲性钢柱安装问题。并采用全站仪与水准仪进行监测,最大偏差均控制在3mm以内,取得了较好的效果。
2014, 29(5): 66-69.
doi: 10.13206/j.gjg201405017
摘要:
利用拔杆做为提升装置,对大跨度钢网架进行整体吊装。通过对网架设计图整体建立计算模型,确定网架自重,同时根据网架荷载确定本装置组成各杆件规格型号、提升绑扎点及组数、装置布置点,再配置相应的提升倒链、钢丝绳等,根据计算出的布置点现场搭设简易提升装置。通过简易提升装置的应用,钢网架在整体提升过程中,可做到提升时步调一致,整体平衡性易于控制及调节。实践证明该提升装置适用于大跨度钢网架整体提升。
利用拔杆做为提升装置,对大跨度钢网架进行整体吊装。通过对网架设计图整体建立计算模型,确定网架自重,同时根据网架荷载确定本装置组成各杆件规格型号、提升绑扎点及组数、装置布置点,再配置相应的提升倒链、钢丝绳等,根据计算出的布置点现场搭设简易提升装置。通过简易提升装置的应用,钢网架在整体提升过程中,可做到提升时步调一致,整体平衡性易于控制及调节。实践证明该提升装置适用于大跨度钢网架整体提升。
2014, 29(5): 70-76.
doi: 10.13206/j.gjg201405018
摘要:
为了研究网架在高大空间火灾空气升温条件下的抗火性能,结合某正放四角锥网架,采用有限元方法对网架在高大空间温度场下的抗火性能进行模拟分析。火源中心分别选择了3种不同位置对结构进行温度场划分和抗火分析。确定网架结构的耐火极限准则,得到不同工况下结构的极限抗火时间;研究不同工况下结构的内力、位移等响应变化过程及分布规律;同时对比分析各工况下网架结构抗火性能的差异。
为了研究网架在高大空间火灾空气升温条件下的抗火性能,结合某正放四角锥网架,采用有限元方法对网架在高大空间温度场下的抗火性能进行模拟分析。火源中心分别选择了3种不同位置对结构进行温度场划分和抗火分析。确定网架结构的耐火极限准则,得到不同工况下结构的极限抗火时间;研究不同工况下结构的内力、位移等响应变化过程及分布规律;同时对比分析各工况下网架结构抗火性能的差异。
2014, 29(5): 77-80.
doi: 10.13206/j.gjg201405019
摘要:
通过试验对受腐蚀的焊接H型钢梁及其板材测定无涂装和有涂装钢材腐蚀后的主要力学性能指标,如屈服强度、极限强度、屈强比和伸长率,以及这些力学性能指标随着腐蚀程度加剧的变化规律,研究在腐蚀环境中有无围护结构对于涂装的焊接H型钢简支梁承载力、延性等性能指标下降程度的影响。为深入进行受腐蚀钢结构住宅结构性能的数值分析研究提供可靠的试验数据和校准依据。
通过试验对受腐蚀的焊接H型钢梁及其板材测定无涂装和有涂装钢材腐蚀后的主要力学性能指标,如屈服强度、极限强度、屈强比和伸长率,以及这些力学性能指标随着腐蚀程度加剧的变化规律,研究在腐蚀环境中有无围护结构对于涂装的焊接H型钢简支梁承载力、延性等性能指标下降程度的影响。为深入进行受腐蚀钢结构住宅结构性能的数值分析研究提供可靠的试验数据和校准依据。
