留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2016年  第31卷  第7期

科研开发
钢框架结构考虑荷载-位移效应的抗震性能分析
李庆刚, 王燕, 董建莉
2016, 31(7): 1-7. doi: 10.13206/j.gjg.201607001
摘要:
为研究荷载-位移(P-Δ)效应对圆弧削弱节点空间钢框架结构抗震性能的影响,采用ANSYS有限元结构分析软件建立空间钢框架计算模型。钢框架分析中分别考虑无轴压、均布面压力轴压和集中力轴压3种荷载工况,进行低周往复荷载有限元模拟分析。对比分析3种荷载工况作用下的滞回曲线、骨架曲线、退化曲线和耗能能力指标。分析结果表明:P-Δ效应对结构水平变形和承载力有较为明显的影响,对结构有明显附加荷载作用,结构滞回环出现"负刚度"现象,加载刚度小于卸载刚度,并且滞回环包围面积有大幅度减小,说明P-Δ效应导致结构的耗能及延性均产生较大退化,结构抗震试验及分析中应充分考虑其不利影响。
竖向连接竖向加劲钢板墙弹性剪切屈曲性能分析
李达, 牟在根, 尚庆圆
2016, 31(7): 8-12. doi: 10.13206/j.gjg.201607002
摘要:
采用有限元软件ANSYS 10.0对多组竖向连接竖向加劲钢板墙(VV-SPSW)模型进行剪切荷载作用下的弹性屈曲分析,研究肋板刚度比、钢板厚度与跨高比、加劲肋根数与截面、肋间宽厚比等因素对VV-SPSW模型剪切屈曲性能的影响,探讨提高VV-SPSW临界剪切屈曲应力的方法。给出VV-SPSW剪切整体屈曲与局部屈曲的界限刚度比的取值范围,以及肋间宽厚比的合理取值区间。
不同加强方式对树状结构空间四分叉铸钢节点抗弯极限承载力的影响
吴卫华, 张云庚, 杜文风
2016, 31(7): 13-16. doi: 10.13206/j.gjg.201607003
摘要:
采用ANSYS有限元软件分析树状结构空间四分叉铸钢节点在弯矩作用下,节点内部四分管相交部位设置水平加劲板、节点核心区主分管局部内部加厚、节点核心区主分管局部外部加厚3种不同加强方式对节点抗弯极限承载力的影响。结果表明:在3种不同加强方式下,合理的加强设计均能显著提高节点抗弯极限承载力;节点内部四分管相交部位设置水平加劲板,为提高节点抗弯极限承载力,当加劲板厚度不同时,应在不同部位设置水平加劲板;节点核心区主分管局部内部加厚和外部加厚,在相同加劲尺寸下,节点的抗弯极限承载力相差不超过4%;节点核心区主管局部内部加厚到主管壁厚的1.57倍,分管局部内部加厚到分管壁厚的1.67倍,主管内部加厚长度等于主管直径的0.80倍,分管内部加厚长度为分管直径的1.75倍时,节点抗弯极限承载力显著提高。
螺栓拼接节点数值计算模型研究
刘晓刚
2016, 31(7): 17-21. doi: 10.13206/j.gjg.201607004
摘要:
采用迭代平衡的方法对高强螺栓施加标准预紧力,并考虑高强螺栓预紧力的影响、螺栓帽与盖板之间摩擦的影响、盖板与翼缘或者腹板之间摩擦的影响、螺栓杆与板件孔壁之间非线性接触承压的影响,以非线性通用有限元软件MSC Marc为平台建立了考虑接触摩擦、摩擦滑移和接触承压的高强螺栓拼接三维非线性有限元分析模型。首先模拟了高强螺栓连接的单块板件,并与试验对比验证了模型的可靠性,证实有限元模型可以较好地模拟螺栓的滑移荷载和拼接的极限荷载;然后模拟了高强螺栓梁段拼接节点,并与试验对比证实模拟结果与试验骨架线吻合良好。所提出方法可以较好地模拟拼接节点中高强螺栓的全过程受力性能,可以用于高强螺栓拼接节点的分析和计算。
不同节点连接方式下钢板剪力墙抗震性能研究
张淑云, 赵帅辉
2016, 31(7): 22-25. doi: 10.13206/j.gjg.201607005
摘要:
为研究不同节点连接方式下钢板剪力墙的性能,应用有限元软件ABAQUS建立其非线性分析模型,采用4节点缩减积分壳单元,采用组合强化本构关系,考虑几何缺陷,并与试验结果对比验证了数值分析模型的适用性,在此基础上,对节点刚性连接与铰接连接方式下钢板剪力墙的侧向承载力、剪力分配、应力分布、滞回性能等进行了比较与分析。结果表明:不同节点连接方式对初始承载力影响很小,节点刚接比铰接的结构极限承载力提高约10%;两种节点连接模型都会产生"弱钢板强框架"的破坏形态,但节点铰接时,框架柱和钢板墙之间剪力分配更均匀;铰接模型比刚接模型的延性系数提高23%,等效黏滞阻尼系数提高29%,铰接钢板剪力墙结构具有更好的抗震性能。
滑移效应对钢-混凝土组合梁弹性应力的影响
罗平杰, 李亚东, 揭志羽, 姚昌荣
2016, 31(7): 26-29. doi: 10.13206/j.gjg.201607006
摘要:
在我国现行的GB 50017—2003《钢结构设计规范》中,采用换算截面法计算钢-混凝土组合梁的应力,由于没有考虑滑移效应的影响,计算结果与实测值有一定差距。在折减刚度法的基础上,推导了一种较简便的考虑滑移效应的组合梁弹性应力和屈服弯矩计算公式,并将所得的屈服弯矩与试验数据进行比较,发现公式的计算结果与试验数据吻合较好。根据刚度折减系数对组合梁截面屈服弯矩的影响,给出换算截面法和考虑滑移效应的组合梁截面屈服弯矩计算公式的适用范围。
基于频响函数和改进PSO算法的结构损伤识别方法
邹万杰, 马媛, 章云霞, 郭昭君, 寇金鑫
2016, 31(7): 30-33. doi: 10.13206/j.gjg.201607007
摘要:
为解决在一定噪声水平影响下的结构损伤识别问题,提出一种基于频响函数和改进的粒子群算法的结构损伤识别方法。以单元刚度折减因子为优化变量,采用实测频响函数和计算频响函数的相关系数来构造粒子群算法(PSO)的优化目标函数和适应度函数;考虑到简单PSO算法在寻优过程易"早熟"的问题,采用增大粒子后期位置改变量的改进策略,最后通过该算法对IASC-ASCE SHM Benchmark结构进行损伤识别。结果表明:改进后的算法是有效的,且较简单PSO算法结果更精确,收敛速度更快。
冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性畸变屈曲实用计算方法
罗洪光
2016, 31(7): 34-36. doi: 10.13206/j.gjg.201607008
摘要:
畸变屈曲是冷弯型钢结构稳定设计的重要屈曲模式之一,正逐步受到人们的重视。传统的有效宽度法难以解决畸变屈曲计算问题,在新近提出的直接强度法中,弹性畸变屈曲应力f_(od)的求解是畸变屈曲计算的关键。利用现有文献数据,针对冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱,分析了截面各种几何参数对畸变屈曲应力f_(od)的影响,在此基础上拟合得到了f_(od)的计算式,从而提出可用于直接强度法的卷边槽形冷弯薄壁型钢柱弹性畸变屈曲实用计算式。该式不仅简单实用、物理意义明确,而且具有较高工程精度,既摆脱了对专用计算程序的依赖,又避免了繁琐的计算。
工程设计
基于剪式单元的预应力索拱开合结构的分析研究
朱奕锋, 赵伟, 蔡建国, 钱泽伦
2016, 31(7): 37-41. doi: 10.13206/j.gjg.201607009
摘要:
基于剪式单元,结合预应力技术,开发出适用于中大跨度的预应力索拱开合结构。并以60 m跨度的预应力索拱开合结构为例,采用通用有限元软件ABAQUS对其进行了运动过程分析、静力分析和整体稳定性分析,得到开启过程和闭合状态的受力特性,可为设计预应力索拱开合屋盖提供技术支持和参考。
舟山市体育中心体育场看台钢挑棚抗风试验与分析
余佳亮, 刘国民, 秦从律, 罗尧治, 王煜成, 沈雁彬
2016, 31(7): 42-45. doi: 10.13206/j.gjg.201607010
摘要:
对舟山市体育中心体育场看台挑棚进行了风洞试验,获得挑棚上、下表面的风载体型系数。试验结果表明,在不同风向角作用下,挑棚承受的风荷载作用合力方向会发生变化;看台会显著改变挑棚下表面风载体型系数分布,结构抗风设计时须考虑看台的影响。直接采用风洞试验得到的脉动风压对挑棚结构进行了风致动力响应分析,获得风振系数,为结构抗风设计提供依据。分析了挑棚结构在风荷载作用下的受力及变形,研究了抗风支座的构造措施,保证结构的安全可靠。
钢管混凝土带缝剪力墙非线性分析
王鑫, 王尧鸿, 曹玉生, 韩青
2016, 31(7): 46-49. doi: 10.13206/j.gjg.201607011
摘要:
提出一种新型剪力墙:钢管混凝土带缝剪力墙。利用ANSYS对6片不同参数的钢管混凝土带缝剪力墙进行非线性有限元分析。通过建立合理的力学模型,分析钢管混凝土带缝剪力墙在水平荷载作用下应力-应变关系、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律;同时建立钢管混凝土剪力墙和2片带缝剪力墙模型,比较分析3种剪力墙的抗震性能。分析结果表明:钢管混凝土带缝剪力墙与普通钢管混凝土剪力墙相比具有更为优越的抗震性能。
钢骨方钢管混凝土柱与工字形钢梁节点力学性能研究
王鑫
2016, 31(7): 50-52. doi: 10.13206/j.gjg.201607012
摘要:
研究钢骨方钢管混凝土柱与工字形钢梁节点的力学性能,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS分析了钢骨方钢管混凝土柱-工字钢梁空间组合节点在不同的梁端位移荷载、轴压比和钢骨强度等级下的力学性能。通过有限元模拟,得到不同参数下的滞回曲线和骨架曲线,根据得到的曲线和数据,对节点的力学性能进行了深入分析。
偏心支撑对高层钢框架结构抗连续倒塌性能的影响
刁延松, 孙玉婷, 曹亚东
2016, 31(7): 53-59. doi: 10.13206/j.gjg.201607013
摘要:
为研究偏心支撑对高层钢框架结构抗连续性倒塌性能的影响,利用ANSYS 10.0建立两个20层钢结构平面框架的有限元模型,分别为无支撑框架和偏心支撑框架。采用备用荷载路径法对它们进行非线性静力分析及非线性动力分析。通过分析比较两个算例框架的结果,偏心支撑不仅能够提高结构的整体刚度,而且能显著地提高剩余结构的抗连续性倒塌能力,但对结构的竖向极限承载能力并没有明显的提高。
低温环境下输电线铁塔的选材方法
王元清, 廖小伟, 张子富, 邢海军
2016, 31(7): 60-62. doi: 10.13206/j.gjg.201607014
摘要:
为了选择适合寒冷地区的输电线铁塔钢材,降低因低温冷脆破坏带来的杆塔断裂事故。根据低温拉伸和冲击韧性试验结果,结合相关规范要求和低温塑性及韧性指标,给出了低温环境下铁塔钢管和角钢钢材的选材方法。通过工程选材算例,给出了输电线铁塔钢材的选材结果。结果表明:算例钢材的低温塑性和韧性指标均能基本满足要求;建议在寒冷地区优先采用Q420B钢管钢材。
标准与规范
关于中、欧钢结构规范中钢梁稳定验算的探讨
张圣华, 魏亮
2016, 31(7): 63-65. doi: 10.13206/j.gjg.201607015
摘要:
利用已有的两个算例,较为详细地对比了EN 1993-1-1∶2005《欧洲钢结构规范》和现行GB 50017—2003《钢结构设计规范》关于梁的稳定的计算过程和结果,这两个算例的计算结果表明,EC3关于梁的稳定的计算比GB 50017—2003的要保守。利用这两个算例,也校核了STAAD软件中采用欧洲规范关于梁的验算结果基本可信。
加工制作
深圳平安金融中心超厚板异型斜牛腿桁架层钢柱制作技术
王伟, 李乡亮, 李大壮, 李玉梅, 刘礼荣
2016, 31(7): 66-70. doi: 10.13206/j.gjg.201607016
摘要:
超厚板异型斜牛腿桁架层钢柱,具有材质强度高、用板厚,组焊难度大,构件尺寸精度控制难等特点。通过分析制作难点,采用"分块制作,总体拼焊"的思路,合理设计焊接坡口,优化装配焊接顺序,采用坐标进行牛腿定位,有效控制焊接变形,保证尺寸精度。制作全过程进行质量控制和检测,构件制作质量良好。
超高净空巨型倾斜扁平钢柱群焊接变形控制
张羽, 邓睿
2016, 31(7): 71-76. doi: 10.13206/j.gjg.201607017
摘要:
办公楼、高档酒店或者商业综合大厦等超高层建筑设有部分净空较大的楼层,以适应设备层、大堂等建筑功能的需求。对于钢结构超高层结构,这类大净空楼层范围内的钢柱群安装在很大高度范围内无连系梁约束,焊接变形对安装质量控制形成制约并不断累积。累积变形程度受到净空高度、钢柱尺寸及板厚、倾角及截面不规则程度影响。以某海外工程中对超高净空楼层钢柱群焊接变形控制为例,研究巨型倾斜扁平钢柱群的焊接变形控制技术。
宁波梅山春晓大桥钢桁主拱制作技术研究
陈朝军
2016, 31(7): 77-79. doi: 10.13206/j.gjg.201607018
摘要:
宁波梅山春晓大桥为国内首次采用全焊接主拱结构,拱肋节段整体焊接完成后,发运到桥址进行吊装,桥上仅进行环缝的焊接。针对全焊接拱肋节段的结构及施工特点,以宁波梅山春晓大桥钢桁主拱制作技术为依托,研究其制作技术的难点和控制要点,通过对钢桁主拱节段制作技术的研究,有效控制了安装精度及焊接质量,取得了较好的效果。
施工技术
中国西部国际博览城新型大跨度预应力梭形桁架施工技术
陈峰, 范玉峰, 张军辉, 李键
2016, 31(7): 80-85. doi: 10.13206/j.gjg.201607019
摘要:
与以往下弦采用拉索的张弦桁架不同,中国西部国际博览城项目的展馆屋面主要采用部分斜腹杆为钢拉杆的新型大跨度预应力梭形桁架结构。此种桁架的钢拉杆在拼装时可一次张拉完成,不必进行穿索和多次张拉工序。但是,整榀桁架跨度大、质量亦大,在吊装时可能存在钢拉杆松弛现象;同时,地下室顶板需要加固才能满足吊装要求。通过对吊装过程的验算分析,拼装胎架和加固支撑的合理设计,拼装、吊装过程的细节控制,以及实施过程中采用应力、变形监测等措施和方法,保证了桁架的施工质量和安全。
大鸟形空间网格屋面钢结构施工技术
朱平
2016, 31(7): 86-89. doi: 10.13206/j.gjg.201607020
摘要:
某中心广场钢结构主要由中庭桁架和大鸟形空间网格结构组成。介绍中庭桁架和大鸟形空间网格结构特点、分析中庭桁架和大鸟形屋面的施工方案。中庭桁架结构采用移动支撑架滑移分区安装的施工技术,显著减少了辅助材料的用量,缩短了安装工期。通过对大鸟屋面网格合理的分区和不同支撑体系的设计满足了现场安装的需要,合理的分区和支撑布置提高了现场施工效率和安装质量。通过有限元软件MIDAS对大鸟屋面结构的施工仿真模拟分析,进一步验证了安装顺序和安装方法的合理性。
武夷山北站金属屋面施工技术
袁晓民, 王永年, 衡武浩, 陈涛, 陈振国, 张坤
2016, 31(7): 90-92. doi: 10.13206/j.gjg.201607021
摘要:
武夷山北站站房金属屋面采用直立锁边铝镁锰合金屋面系统,屋面采用双坡屋面的造型。介绍了屋面施工顺序及工艺流程。通过对屋面系统的施工工艺研究,确保了施工质量,保证了施工进度。
多圆管格构柱安装技术研究
贾子健, 牛会勇, 金万浩, 丁怀鑫, 王丹斌
2016, 31(7): 93-95. doi: 10.13206/j.gjg.201607022
摘要:
重点介绍了多圆管格构柱施工技术,该技术利用构件合理分段、采用专门设计制作的操作平台、合理安排施工顺序,安装过程中变形监测及三维坐标控制等一系列手段,在确保工程施工安全和工期的同时,很好地控制了安装精度,提高了施工效率。
空间多牛腿式铰接网格结构安装技术研究
丁怀鑫, 牛会勇, 金万浩, 贾子健
2016, 31(7): 96-99. doi: 10.13206/j.gjg.201607023
摘要:
空间多牛腿式铰接网格结构有着埋件多、铰接多、牛腿多、异形多等诸多特点,其安装施工有别于传统高层或厂房钢结构的施工方法,因其自身结构的特殊性给安装施工带来了大量的难题。以盘锦文化中心项目辽滨大剧院工程为例,深入探讨网格结构的安装技术,通过采取创新施工方法、对整体结构合理分段、科学规划吊装顺序、逐道工序严格把关等措施,以提高施工质量精度及施工效率。采取一系列有效措施,深化阶段将短横梁转化为双牛腿、制作阶段的预拼装、现场测量施工先对埋件及支座定位、安装过程的3点吊装、合龙阶段的"7字板"校正等,确保网格结构的顺利安装。
防火与防腐
超薄型钢结构防火涂料发泡后附着性能试验研究
张宏涛, 范翔, 白玉星, 韩双鹏, 杜超
2016, 31(7): 100-103. doi: 10.13206/j.gjg.201607024
摘要:
超薄型防火涂料应用在钢结构上,主要问题是火灾时发泡层与基体的附着力不够,导致不能很好起到防火隔热的作用,从而影响防火涂料的使用效果。以往对发泡层附着性能研究多集中在如何提高炭化层强度和膨胀发泡层结构稳定性方面。通过发泡层切割后现象、附着率以及发泡层可以承受的最大风速来判定涂料发泡后附着性能,建立防火涂料的附着性能分级指标,从而更加全面地评价防火涂料的防火性能。
BIM技术与应用
BIM技术在钢结构中的应用
尚超宏, 苗兴光
2016, 31(7): 104-107. doi: 10.13206/j.gjg.201607025
摘要:
通过在通用电气医疗中国研发试产运营科技园项目中所运用的BIM技术,着重介绍了Tekla软件在该项目中的钢结构深化设计流程、设计依据、深化中遇到的重点难点等;阐述了BIM技术对于钢结构深化设计的重要性。