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2014年 第29卷 第8期
2014, 29(8): 1-8.
doi: 10.13206/j.gjg201408001
摘要
摘要:
3D打印技术是一种通过连续的物理层叠加、逐层增加材料来生成三维实体的先进制造技术。介绍3D打印技术的发展概况和主要产品技术特点,对其在土木工程领域的应用前景进行预测,包括制作复杂节点和构件,特殊形状的浇铸模具和施工模板及高延性抗震耗能构件,促进智能化建筑施工技术等方面。结合土木工程中3D打印技术的应用可能性,提出了需要进行的相关研究。
3D打印技术是一种通过连续的物理层叠加、逐层增加材料来生成三维实体的先进制造技术。介绍3D打印技术的发展概况和主要产品技术特点,对其在土木工程领域的应用前景进行预测,包括制作复杂节点和构件,特殊形状的浇铸模具和施工模板及高延性抗震耗能构件,促进智能化建筑施工技术等方面。结合土木工程中3D打印技术的应用可能性,提出了需要进行的相关研究。
2014, 29(8): 9-13.
doi: 10.13206/j.gjg201408002
摘要:
利用自主开发的无线应力传感监测系统,对某体育场钢结构在施工过程中特殊气候条件(持续高温和低温)下的温度与应力进行实测,详细研究温度与应力的关系及温度变化所产生温度应力的大小,给出结构在不均匀温度场下的实测温度分布规律,通过有限元模拟,得到构件的应力变化理论值,并将其与实测数据对比。结果表明:钢结构处于非均匀温度场作用下,温度和应力相关性明显,大多数实测数据与仅考虑均匀温度场的理论值存在一定的差异,部分测点实测值大于理论值较多。
利用自主开发的无线应力传感监测系统,对某体育场钢结构在施工过程中特殊气候条件(持续高温和低温)下的温度与应力进行实测,详细研究温度与应力的关系及温度变化所产生温度应力的大小,给出结构在不均匀温度场下的实测温度分布规律,通过有限元模拟,得到构件的应力变化理论值,并将其与实测数据对比。结果表明:钢结构处于非均匀温度场作用下,温度和应力相关性明显,大多数实测数据与仅考虑均匀温度场的理论值存在一定的差异,部分测点实测值大于理论值较多。
2014, 29(8): 14-17.
doi: 10.13206/j.gjg201408003
摘要:
基于通信铁塔结构特点,详细阐述了塔身、基础加固理论及加固技术方案。对于轻型塔,塔面格构形式简单,适合采用增加双拼角钢方法加固构件;对于中型塔,主材适合采用"十字形"双拼角钢加固、斜材适合增加辅助材加固。对于基础,增加基础宽度可以满足地基承载力要求,采用"注浆"地基处理方法可以提高基础抗拔,基底注浆可以改善基底土壤性质以避免不均匀沉降,且可增加地基承载力。最后结合实际工程应用,说明加固技术的有效性和可行性。
基于通信铁塔结构特点,详细阐述了塔身、基础加固理论及加固技术方案。对于轻型塔,塔面格构形式简单,适合采用增加双拼角钢方法加固构件;对于中型塔,主材适合采用"十字形"双拼角钢加固、斜材适合增加辅助材加固。对于基础,增加基础宽度可以满足地基承载力要求,采用"注浆"地基处理方法可以提高基础抗拔,基底注浆可以改善基底土壤性质以避免不均匀沉降,且可增加地基承载力。最后结合实际工程应用,说明加固技术的有效性和可行性。
2014, 29(8): 18-20.
doi: 10.13206/j.gjg201408004
摘要:
近20年来,我国建设了许多大跨度铜箱梁斜拉桥,然而,部分桥梁服役不久,钢箱梁纵隔板即产生了不同程度的早发性、多发性、再现性裂纹。通过对某宽幅扁平铜箱梁纵隔板疲劳裂纹检测方法、检测数据处理、疲劳裂纹产生原因、加固方案试验等的分析,给出了新设计的维护加固方案,取得了显著效果。
近20年来,我国建设了许多大跨度铜箱梁斜拉桥,然而,部分桥梁服役不久,钢箱梁纵隔板即产生了不同程度的早发性、多发性、再现性裂纹。通过对某宽幅扁平铜箱梁纵隔板疲劳裂纹检测方法、检测数据处理、疲劳裂纹产生原因、加固方案试验等的分析,给出了新设计的维护加固方案,取得了显著效果。
2014, 29(8): 21-26.
doi: 10.13206/j.gjg201408005
摘要:
为研究结构钢的疲劳性能,促进GB 50017—2003《钢结构设计规范》关于结构钢设计条文的进一步完善和结构钢材的更广泛应用,并为今后的相关研究提供参考。通过常规试验方法对Q390GJD钢材光滑板试件进行轴向拉伸疲劳试验,测绘出能够描述其疲劳性能的S-N曲线,并用电子显微镜观测到试件疲劳破坏后的断面特征。试验结果表明:对于所研究的该批次Q390GJD钢,其疲劳性能相对于疲劳荷载非常敏感,根据试验得出的S-N曲线,该批试件在N为2×10~6次疲劳破坏时的最大应力为258.75MPa。根据试验得出的S-N曲线取95%的保证率,相应的最大应力值应为218.68MPa,高于根据GB 50017-2003计算出的相应值154.88 MPa。Q390GJD疲劳试验试件在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌可观测到疲劳辉纹和微孔空穴,瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征。
为研究结构钢的疲劳性能,促进GB 50017—2003《钢结构设计规范》关于结构钢设计条文的进一步完善和结构钢材的更广泛应用,并为今后的相关研究提供参考。通过常规试验方法对Q390GJD钢材光滑板试件进行轴向拉伸疲劳试验,测绘出能够描述其疲劳性能的S-N曲线,并用电子显微镜观测到试件疲劳破坏后的断面特征。试验结果表明:对于所研究的该批次Q390GJD钢,其疲劳性能相对于疲劳荷载非常敏感,根据试验得出的S-N曲线,该批试件在N为2×10~6次疲劳破坏时的最大应力为258.75MPa。根据试验得出的S-N曲线取95%的保证率,相应的最大应力值应为218.68MPa,高于根据GB 50017-2003计算出的相应值154.88 MPa。Q390GJD疲劳试验试件在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌可观测到疲劳辉纹和微孔空穴,瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征。
2014, 29(8): 27-31.
doi: 10.13206/j.gjg201408006
摘要:
针对不同类型截面,提出基于强度控制的钢梁截面设计的相关方法,重点介绍双轴对称焊接工形截面利用腹板屈曲后强度进行设计的经验公式法。为对其进行理论补充,提出最佳弯剪通用高厚比λ_(bs)的概念。算例表明,通过该法初选得到的截面一次即可通过验算,且一般能够得到用钢量较少的优良截面。
针对不同类型截面,提出基于强度控制的钢梁截面设计的相关方法,重点介绍双轴对称焊接工形截面利用腹板屈曲后强度进行设计的经验公式法。为对其进行理论补充,提出最佳弯剪通用高厚比λ_(bs)的概念。算例表明,通过该法初选得到的截面一次即可通过验算,且一般能够得到用钢量较少的优良截面。
2014, 29(8): 32-35.
doi: 10.13206/j.gjg201408007
摘要:
对1栋18层的带型钢混凝土梁式转换层的高层建筑,采用SAP 2000有限元分析软件建立了转换层分别设置在第2、4、6、8、10层的5组结构模型。通过对这5组结构模型的模态分析和振型分解反应谱分析,研究型钢混凝土梁式转换层的设置位置对高层建筑结构抗震性能的影响,得出一些有意义的结论和建议,供高层建筑结构设置型钢混凝土梁式转换层时参考。
对1栋18层的带型钢混凝土梁式转换层的高层建筑,采用SAP 2000有限元分析软件建立了转换层分别设置在第2、4、6、8、10层的5组结构模型。通过对这5组结构模型的模态分析和振型分解反应谱分析,研究型钢混凝土梁式转换层的设置位置对高层建筑结构抗震性能的影响,得出一些有意义的结论和建议,供高层建筑结构设置型钢混凝土梁式转换层时参考。
2014, 29(8): 36-39.
doi: 10.13206/j.gjg201408008
摘要:
基于结构概念分析不同桁架形式人行天桥的力学特点。应用有限元计算方法,分析不同腹杆布置形式及楼板对钢结构人行天桥的变形特点、非对称荷载敏感性、整体稳定及舒适度性能的影响结果表明:腹杆的空间布置及楼板对人行天桥结构的力学性能影响明显。
基于结构概念分析不同桁架形式人行天桥的力学特点。应用有限元计算方法,分析不同腹杆布置形式及楼板对钢结构人行天桥的变形特点、非对称荷载敏感性、整体稳定及舒适度性能的影响结果表明:腹杆的空间布置及楼板对人行天桥结构的力学性能影响明显。
2014, 29(8): 40-42.
doi: 10.13206/j.gjg201408009
摘要:
通过模型简化、工况选取及结果分析的逐步阐述,完整地呈现了柜体整体有限元分析的思路和过程,指出整体分析中的难点及相应问题的解决方案,可为同类型结构的分析提供参考。
通过模型简化、工况选取及结果分析的逐步阐述,完整地呈现了柜体整体有限元分析的思路和过程,指出整体分析中的难点及相应问题的解决方案,可为同类型结构的分析提供参考。
2014, 29(8): 43-47.
doi: 10.13206/j.gjg201408010
摘要:
介绍高层施工塔吊的支撑架设计以及塔吊在台风作用下对主体结构的影响。通过施工模拟仿真分析得出,悬挑支撑架竖向设置拉压杆可以有效地传递塔吊的支座反力,在塔吊支撑架处于最不利工况时仍能满足强度和变形要求,水平连系杆的设置可以有效保证支撑架的侧向稳定:塔吊的支座反力对主体铜结构的影响很大,特别是当风荷载方向与塔吊呈45°时,主结构杆件的应力会急剧提高,因此,需提高该区域的框架粱、柱截面或材料强度。
介绍高层施工塔吊的支撑架设计以及塔吊在台风作用下对主体结构的影响。通过施工模拟仿真分析得出,悬挑支撑架竖向设置拉压杆可以有效地传递塔吊的支座反力,在塔吊支撑架处于最不利工况时仍能满足强度和变形要求,水平连系杆的设置可以有效保证支撑架的侧向稳定:塔吊的支座反力对主体铜结构的影响很大,特别是当风荷载方向与塔吊呈45°时,主结构杆件的应力会急剧提高,因此,需提高该区域的框架粱、柱截面或材料强度。
2014, 29(8): 48-50.
doi: 10.13206/j.gjg201408011
摘要:
为研究工程设计中单铜模型与铜混整体模型的内力差别,以某文化中心工程为例,分别建立单铜模型,铜混整体模型,在永久荷载、风荷载、地震作用、温度作用下对两模型中具有代表性的杆件内力进行比较,指出采用单铜模型进行设计的局限性和采用钢混整体模型进行设计的必要性。
为研究工程设计中单铜模型与铜混整体模型的内力差别,以某文化中心工程为例,分别建立单铜模型,铜混整体模型,在永久荷载、风荷载、地震作用、温度作用下对两模型中具有代表性的杆件内力进行比较,指出采用单铜模型进行设计的局限性和采用钢混整体模型进行设计的必要性。
2014, 29(8): 51-52.
doi: 10.13206/j.gjg201408012
摘要:
深圳某钢结构住宅项目为高度92.1m的高层建筑,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,局部采用钢板剪力墙。介绍该工程的主要特点和结构分析的有关内容,包括结构布置、抗震设计等。采用SATWE进行多遇地震作用和风荷载作用下结构的计算分析,采用PUSH&EPDA进行罕遇地震下的静力弹塑性推覆(Pushover)分析。计算结果表明,该结构满足规范的各项要求,并采取了一些构造加强措施,可供同类工程参考。
深圳某钢结构住宅项目为高度92.1m的高层建筑,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,局部采用钢板剪力墙。介绍该工程的主要特点和结构分析的有关内容,包括结构布置、抗震设计等。采用SATWE进行多遇地震作用和风荷载作用下结构的计算分析,采用PUSH&EPDA进行罕遇地震下的静力弹塑性推覆(Pushover)分析。计算结果表明,该结构满足规范的各项要求,并采取了一些构造加强措施,可供同类工程参考。
2014, 29(8): 53-55.
doi: 10.13206/j.gjg201408013
摘要:
对贵阳"未来方舟"E7组团商业门厅树状支撑单层网壳结构进行特征值屈曲分析及几何非线性分析,得到结构的前6阶屈曲模态及荷载-位移曲线,并分析树状支撑对单层网壳结构稳定性的影响。
对贵阳"未来方舟"E7组团商业门厅树状支撑单层网壳结构进行特征值屈曲分析及几何非线性分析,得到结构的前6阶屈曲模态及荷载-位移曲线,并分析树状支撑对单层网壳结构稳定性的影响。
2014, 29(8): 56-59.
doi: 10.13206/j.gjg201408014
摘要:
随着设计软件、施工技术的发展,门式刚架因为其跨度大、施工速度快等优点,越来越被甲方、设计院及施工单位所接受。介绍英国钢结构规范BS 5950-1:2000中门式刚架分析方法——图形法。该法可以使工程师在没有分析软件帮助的情况下,迅速通过手绘图计算出合适的门式刚架断面。
随着设计软件、施工技术的发展,门式刚架因为其跨度大、施工速度快等优点,越来越被甲方、设计院及施工单位所接受。介绍英国钢结构规范BS 5950-1:2000中门式刚架分析方法——图形法。该法可以使工程师在没有分析软件帮助的情况下,迅速通过手绘图计算出合适的门式刚架断面。
2014, 29(8): 60-63.
doi: 10.13206/j.gjg201408015
摘要:
广州周大福金融中心采用带伸臂桁架的巨型框架-核心简体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱的结构特点,从优化坡口形式、设计装焊工艺卡、编制构件翻身专项方案等方面详细阐述其制作技术,可为类似构件的制作提供经验。
广州周大福金融中心采用带伸臂桁架的巨型框架-核心简体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱的结构特点,从优化坡口形式、设计装焊工艺卡、编制构件翻身专项方案等方面详细阐述其制作技术,可为类似构件的制作提供经验。
2014, 29(8): 64-66.
doi: 10.13206/j.gjg201408016
摘要:
福州海峡奥林匹克体育中心主体育场屋面系统为铝镁锰金属屋面系统,其中含有大量超小半径扇形屋面板、由于传统扇形弯弧板加工制作的损耗率太高,通过改善扇形屋面板压型出板和弯弧工艺、革新制作设备,降低其加工制作损耗率,创造经济效益。
福州海峡奥林匹克体育中心主体育场屋面系统为铝镁锰金属屋面系统,其中含有大量超小半径扇形屋面板、由于传统扇形弯弧板加工制作的损耗率太高,通过改善扇形屋面板压型出板和弯弧工艺、革新制作设备,降低其加工制作损耗率,创造经济效益。
2014, 29(8): 67-69.
doi: 10.13206/j.gjg201408017
摘要:
针对美国阿拉斯加州塔纳纳河桥的结构特点,提出一种道碴板与多片大跨度主粱上盖板栓接的上承式筒支栓焊钢板梁的制孔方法,以保证栓孔重合率、降低架设难度、提高生产效率。通过实践,该桥杆件的制作质量满足合同及规范要求、现场架设栓孔重合率高,证明所采用的制孔方法科学合理、工艺可行。
针对美国阿拉斯加州塔纳纳河桥的结构特点,提出一种道碴板与多片大跨度主粱上盖板栓接的上承式筒支栓焊钢板梁的制孔方法,以保证栓孔重合率、降低架设难度、提高生产效率。通过实践,该桥杆件的制作质量满足合同及规范要求、现场架设栓孔重合率高,证明所采用的制孔方法科学合理、工艺可行。
2014, 29(8): 70-73.
doi: 10.13206/j.gjg201408018
摘要:
北京保利国际广场总承包工程地上部分由3座塔楼组成,高空悬挑旋转楼梯为塔楼的"点睛之笔",其造型美观、形体新颖,施工难度大。施工中采用平台钢梁高空散装、梯段地面拼装、整体吊装,施工模拟控制、无支撑安装的技术路线,解决了复杂重型构件高空安装的技术难题,大大提高施工安全、质量和效率,同时降低施工成本。
北京保利国际广场总承包工程地上部分由3座塔楼组成,高空悬挑旋转楼梯为塔楼的"点睛之笔",其造型美观、形体新颖,施工难度大。施工中采用平台钢梁高空散装、梯段地面拼装、整体吊装,施工模拟控制、无支撑安装的技术路线,解决了复杂重型构件高空安装的技术难题,大大提高施工安全、质量和效率,同时降低施工成本。
2014, 29(8): 74-76.
doi: 10.13206/j.gjg201408019
摘要:
某游泳健身中心比赛池屋面主桁架跨度大,净空高,不便于工厂制作和运输,故需现场组装,但拼装受周边环境条件的限制。通过对工程的工期、成本及吊装设备等因素进行综合考虑,采用了场馆内组装、双机抬吊就位的施工技术,优质、高效、安全地完成了施工任务。
某游泳健身中心比赛池屋面主桁架跨度大,净空高,不便于工厂制作和运输,故需现场组装,但拼装受周边环境条件的限制。通过对工程的工期、成本及吊装设备等因素进行综合考虑,采用了场馆内组装、双机抬吊就位的施工技术,优质、高效、安全地完成了施工任务。
