登录
注册
2011年 第26卷 第12期
2011, 26(12): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg201112001
摘要
摘要:
在空间钢结构设计中,温度效应是必须考虑的因素。采用有限元软件对上海地区一大尺寸矩形钢结构建立模型,对不同辐射吸收率和空间倾角下其温度场分布,以及温度、温度应力随时间变化规律进行分析。研究表明:辐射吸收系数对温度场影响显著,辐射吸收系数每增大0.15,最高温度增加约10.0℃;夏季钢拱的日照温度应力可以达到钢材强度设计值的30%以上。其结论可为空间钢结构设计、安全分析提供参考。
在空间钢结构设计中,温度效应是必须考虑的因素。采用有限元软件对上海地区一大尺寸矩形钢结构建立模型,对不同辐射吸收率和空间倾角下其温度场分布,以及温度、温度应力随时间变化规律进行分析。研究表明:辐射吸收系数对温度场影响显著,辐射吸收系数每增大0.15,最高温度增加约10.0℃;夏季钢拱的日照温度应力可以达到钢材强度设计值的30%以上。其结论可为空间钢结构设计、安全分析提供参考。
2011, 26(12): 6-7.
doi: 10.13206/j.gjg201112002
摘要:
随着空间结构施工技术的发展,大跨度空间桁架的应用越来越广泛。结合工程实践,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对空间桁架进行数值模拟,分析其在荷载作用下的变形及稳定性,以寻求一个合理的预拱度使结构极限承载力和稳定性均能满足要求。
随着空间结构施工技术的发展,大跨度空间桁架的应用越来越广泛。结合工程实践,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对空间桁架进行数值模拟,分析其在荷载作用下的变形及稳定性,以寻求一个合理的预拱度使结构极限承载力和稳定性均能满足要求。
2011, 26(12): 8-12.
doi: 10.13206/j.gjg201112003
摘要:
钢板-轻骨料混凝土组合板是由底部平钢板和上部轻骨料混凝土通过开孔钢板穿入空心钢管焊接而成的新型组合板形式,具有良好的受力性能和广泛的应用前景。为了研究钢板-轻骨料混凝土空心组合板的弯曲刚度和变形计算方法,对5块钢板-轻骨料混凝土空心组合板试件进行两点对称集中加载静力试验研究,得到该空心组合板在静力作用下的跨中弯矩-挠度试验曲线。考虑到空心组合板的受力性能及构造特点,提出基于钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度计算理论的组合板弯曲刚度简化计算方法,并用该简化计算方法对试验试件在不同荷载水平下的变形进行计算。计算结果表明,采用该简化计算方法得到的变形计算结果与试验结果吻合较好。
钢板-轻骨料混凝土组合板是由底部平钢板和上部轻骨料混凝土通过开孔钢板穿入空心钢管焊接而成的新型组合板形式,具有良好的受力性能和广泛的应用前景。为了研究钢板-轻骨料混凝土空心组合板的弯曲刚度和变形计算方法,对5块钢板-轻骨料混凝土空心组合板试件进行两点对称集中加载静力试验研究,得到该空心组合板在静力作用下的跨中弯矩-挠度试验曲线。考虑到空心组合板的受力性能及构造特点,提出基于钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度计算理论的组合板弯曲刚度简化计算方法,并用该简化计算方法对试验试件在不同荷载水平下的变形进行计算。计算结果表明,采用该简化计算方法得到的变形计算结果与试验结果吻合较好。
2011, 26(12): 13-16.
doi: 10.13206/j.gjg201112004
摘要:
采用有限元软件ABAQUS对两端固接的冷弯薄壁槽钢柱的屈曲性能进行研究分析,探讨卷边形式、卷边高度和壁厚对槽钢轴压柱的屈曲荷载和屈曲模式的影响,从而确定当构件截面面积不变时对抵抗屈曲最有利的卷边形式。
采用有限元软件ABAQUS对两端固接的冷弯薄壁槽钢柱的屈曲性能进行研究分析,探讨卷边形式、卷边高度和壁厚对槽钢轴压柱的屈曲荷载和屈曲模式的影响,从而确定当构件截面面积不变时对抵抗屈曲最有利的卷边形式。
2011, 26(12): 17-19.
doi: 10.13206/j.gjg201112005
摘要:
为简化高强螺栓的设计计算,提出高强螺栓(摩擦型和承压型连接)在弯矩与剪力共同作用下的螺栓数目的计算公式与方法。根据该公式可以直接计算出螺栓数目,避免重复试算,大大提高设计速度,方便设计人员,并且通过算例证明了该公式在设计运用中的便捷性。
为简化高强螺栓的设计计算,提出高强螺栓(摩擦型和承压型连接)在弯矩与剪力共同作用下的螺栓数目的计算公式与方法。根据该公式可以直接计算出螺栓数目,避免重复试算,大大提高设计速度,方便设计人员,并且通过算例证明了该公式在设计运用中的便捷性。
2011, 26(12): 20-24.
doi: 10.13206/j.gjg201112006
摘要:
恐怖袭击和爆炸事件中,建筑物上玻璃的散落和碎片的飞溅是人员受到伤害的主要原因之一,对玻璃幕墙的抗爆性能及防护设计成为研究的重点。在总结国内外大量关于玻璃幕墙抗爆和防护研究的基础上,阐述了玻璃幕墙抗爆和防护设计的目标,给出最小防护距离;从玻璃幕墙周边环境的控制、玻璃幕墙自身的防护能力以及玻璃碎片阻挡系统的材料和组成3个方面分析常用的玻璃幕墙抗爆设防方法,对了解和掌握玻璃幕墙抗爆设计和抗爆加固的基本方法、进行玻璃幕墙抗爆设计和抗爆加固的深入研究具有一定意义。
恐怖袭击和爆炸事件中,建筑物上玻璃的散落和碎片的飞溅是人员受到伤害的主要原因之一,对玻璃幕墙的抗爆性能及防护设计成为研究的重点。在总结国内外大量关于玻璃幕墙抗爆和防护研究的基础上,阐述了玻璃幕墙抗爆和防护设计的目标,给出最小防护距离;从玻璃幕墙周边环境的控制、玻璃幕墙自身的防护能力以及玻璃碎片阻挡系统的材料和组成3个方面分析常用的玻璃幕墙抗爆设防方法,对了解和掌握玻璃幕墙抗爆设计和抗爆加固的基本方法、进行玻璃幕墙抗爆设计和抗爆加固的深入研究具有一定意义。
2011, 26(12): 25-28.
doi: 10.13206/j.gjg201112007
摘要:
研究火力发电厂冷却塔采用钢结构形式的可行性,探索大型钢结构冷却塔的几种结构方案,并通过有限元方法对各参数及其可行性进行分析比较。结果表明,钢结构冷却塔相对于混凝土结构冷却塔具有结构简单,施工方便,建设周期短,抗震性能强等诸多优点,为大型冷却塔的设计开辟了新的思路。
研究火力发电厂冷却塔采用钢结构形式的可行性,探索大型钢结构冷却塔的几种结构方案,并通过有限元方法对各参数及其可行性进行分析比较。结果表明,钢结构冷却塔相对于混凝土结构冷却塔具有结构简单,施工方便,建设周期短,抗震性能强等诸多优点,为大型冷却塔的设计开辟了新的思路。
2011, 26(12): 29-32.
doi: 10.13206/j.gjg201112008
摘要:
太原市美术馆是现代非线性建筑艺术发展的一次大胆尝试,其主体结构为螺旋上升的错层结构,且各层的平面及外形均为不规则的多边形。主体结构平面严重不规则,主轴关系不明确;由于错层和空间的不断旋转变化,竖向构件存在大量的转换,结构共用长短柱情况较普遍,竖向薄弱层及薄弱节点较多;在顶层还有一大悬挑结构,悬挑的最大长度达22.0m。主要介绍本工程的概念设计思想,对非线性建筑结构的各项不规则性采取性能化设计方法和措施。采用性能化设计的方法,使非线性建筑的建造成为可能,且满足抗震规范三水准设防的安全要求。相关内容可为具有类似复杂结构的工程设计提供参考。
太原市美术馆是现代非线性建筑艺术发展的一次大胆尝试,其主体结构为螺旋上升的错层结构,且各层的平面及外形均为不规则的多边形。主体结构平面严重不规则,主轴关系不明确;由于错层和空间的不断旋转变化,竖向构件存在大量的转换,结构共用长短柱情况较普遍,竖向薄弱层及薄弱节点较多;在顶层还有一大悬挑结构,悬挑的最大长度达22.0m。主要介绍本工程的概念设计思想,对非线性建筑结构的各项不规则性采取性能化设计方法和措施。采用性能化设计的方法,使非线性建筑的建造成为可能,且满足抗震规范三水准设防的安全要求。相关内容可为具有类似复杂结构的工程设计提供参考。
2011, 26(12): 33-37.
doi: 10.13206/j.gjg201112009
摘要:
扬州体育公园游泳跳水馆是双向钢桁架、索桁架、单层网壳、膜结构等多种结构杂交的工程。主要介绍该工程结构设计中的一些关键技术问题,包括结构构成、荷载取值、屈曲分析、索桁架设计、总装分析、施工模拟及结构的关键节点设计等。
扬州体育公园游泳跳水馆是双向钢桁架、索桁架、单层网壳、膜结构等多种结构杂交的工程。主要介绍该工程结构设计中的一些关键技术问题,包括结构构成、荷载取值、屈曲分析、索桁架设计、总装分析、施工模拟及结构的关键节点设计等。
2011, 26(12): 38-41.
doi: 10.13206/j.gjg201112010
摘要:
某会展中心屋盖为中间低、四周翘起的荷叶状,采用空间管桁架结构。用Autocad投影图进行建模,考虑各种荷载情况,特别是风荷载的体型系数取值。并讨论支座的单向滑移或双向滑移,释放温度应力,进行整体结构线性屈曲分析和几何非线性分析,以研究结构的整体稳定性。最后,采用有限元法分析支座和节点,确定支座肋板形式。
某会展中心屋盖为中间低、四周翘起的荷叶状,采用空间管桁架结构。用Autocad投影图进行建模,考虑各种荷载情况,特别是风荷载的体型系数取值。并讨论支座的单向滑移或双向滑移,释放温度应力,进行整体结构线性屈曲分析和几何非线性分析,以研究结构的整体稳定性。最后,采用有限元法分析支座和节点,确定支座肋板形式。
2011, 26(12): 42-44.
doi: 10.13206/j.gjg201112011
摘要:
某双层网架由于建筑外形发生改变,需进行加固改造。鉴于网架焊接球无法加固,所以需改变受力模式,对杆件进行加固。经计算分析,对原有的网架杆件通过外包槽钢的做法来进行加固。该方法不仅可以满足安全度的要求,且施工便捷,加固效果良好。
某双层网架由于建筑外形发生改变,需进行加固改造。鉴于网架焊接球无法加固,所以需改变受力模式,对杆件进行加固。经计算分析,对原有的网架杆件通过外包槽钢的做法来进行加固。该方法不仅可以满足安全度的要求,且施工便捷,加固效果良好。
2011, 26(12): 45-49.
doi: 10.13206/j.gjg201112012
摘要:
对一个实际工程轻型房屋屋面承重钢结构进行优化设计,即结合实际工程,对其承重钢结构,采用轻型屋面梯形钢屋架(圆钢管或方钢管)、轻型屋面梯形钢屋架(角钢)体系、钢管空间梭形屋架体系和三角形断面钢管空间屋架等4种承重钢结构体系,进行分析比较,最终选择比其他3种体系优点更多的三角形断面钢管空间屋架体系,并进行计算与设计。该工程建成使用后,业主、施工、监理和设计等单位都比较满意,取得了良好的经济效益和社会效益。
对一个实际工程轻型房屋屋面承重钢结构进行优化设计,即结合实际工程,对其承重钢结构,采用轻型屋面梯形钢屋架(圆钢管或方钢管)、轻型屋面梯形钢屋架(角钢)体系、钢管空间梭形屋架体系和三角形断面钢管空间屋架等4种承重钢结构体系,进行分析比较,最终选择比其他3种体系优点更多的三角形断面钢管空间屋架体系,并进行计算与设计。该工程建成使用后,业主、施工、监理和设计等单位都比较满意,取得了良好的经济效益和社会效益。
2011, 26(12): 50-53.
doi: 10.13206/j.gjg201112013
摘要:
倾动炉是通过倾转一定角度达到冶炼杂铜要求的设备。由德国MAERZ公司设计、十五冶制作的倾动炉,炉体为全钢结构,长15.3m、宽7.4m、高10m,钢结构质量370t。因其按德国标准生产,制作精度高。通过采用胎模法关键技术制作主要部件,保证了设备成型后的质量和制作精度。该炉目前是世界第9台,同吨位第2台,国内第1台倾动炉。
倾动炉是通过倾转一定角度达到冶炼杂铜要求的设备。由德国MAERZ公司设计、十五冶制作的倾动炉,炉体为全钢结构,长15.3m、宽7.4m、高10m,钢结构质量370t。因其按德国标准生产,制作精度高。通过采用胎模法关键技术制作主要部件,保证了设备成型后的质量和制作精度。该炉目前是世界第9台,同吨位第2台,国内第1台倾动炉。
2011, 26(12): 54-57.
doi: 10.13206/j.gjg201112014
摘要:
北京饭店二期改扩建钢结构工程目字柱制作工艺复杂,通过精确地放样和下料、合理规划组装顺序、控制焊接角变形等措施,确保满足设计需要的构造要求以及焊接质量,保证了目字柱的制作质量。
北京饭店二期改扩建钢结构工程目字柱制作工艺复杂,通过精确地放样和下料、合理规划组装顺序、控制焊接角变形等措施,确保满足设计需要的构造要求以及焊接质量,保证了目字柱的制作质量。
2011, 26(12): 58-62.
doi: 10.13206/j.gjg201112015
摘要:
伊金霍洛旗全民健身体育活动中心体育馆采用钢框架支撑结构、大悬挑桁架转换结构、大跨度张弦桁架结构、大跨度柔性索膜穹顶等多种复杂结构。施工时选择2台重型塔吊及大型履带吊吊装,使用了设计-施工一体化技术,使结构成型后应力下降幅度达17.7%;施工中采取砂箱等比例同步拆除施工支撑,使拆除过程可控、可靠且节约了施工成本;采用焊接机器人焊接,有效提高了焊接质量;采取索穹顶整体提升技术,保证了索穹顶安装成型后的质量。工程通过以上关键技术的实施,顺利完工,达到了预期目的。
伊金霍洛旗全民健身体育活动中心体育馆采用钢框架支撑结构、大悬挑桁架转换结构、大跨度张弦桁架结构、大跨度柔性索膜穹顶等多种复杂结构。施工时选择2台重型塔吊及大型履带吊吊装,使用了设计-施工一体化技术,使结构成型后应力下降幅度达17.7%;施工中采取砂箱等比例同步拆除施工支撑,使拆除过程可控、可靠且节约了施工成本;采用焊接机器人焊接,有效提高了焊接质量;采取索穹顶整体提升技术,保证了索穹顶安装成型后的质量。工程通过以上关键技术的实施,顺利完工,达到了预期目的。
2011, 26(12): 63-67.
doi: 10.13206/j.gjg201112016
摘要:
索塔钢锚箱是斜拉桥的主要受力构件,其结构紧凑,钢板较厚。结构焊接特点为:焊接坡口深、焊缝不易熔透;焊缝填充量大、焊接变形大;焊缝冷却较快、出现裂纹的倾向增加。根据索塔钢锚箱的结构特点,从焊接坡口选择、装配和焊接顺序、焊接变形控制以及焊接质量控制等几方面对索塔钢锚箱的焊接技术进行阐述。在制作过程中,严格执行工序质量验收制度,从而保证索塔钢锚箱的焊接质量。首轮4个节段焊缝超声波探伤一次合格率达98.80%以上,外型尺寸达到设计要求,为索塔钢锚箱节段立体预拼和工地安装提供可靠保障。
索塔钢锚箱是斜拉桥的主要受力构件,其结构紧凑,钢板较厚。结构焊接特点为:焊接坡口深、焊缝不易熔透;焊缝填充量大、焊接变形大;焊缝冷却较快、出现裂纹的倾向增加。根据索塔钢锚箱的结构特点,从焊接坡口选择、装配和焊接顺序、焊接变形控制以及焊接质量控制等几方面对索塔钢锚箱的焊接技术进行阐述。在制作过程中,严格执行工序质量验收制度,从而保证索塔钢锚箱的焊接质量。首轮4个节段焊缝超声波探伤一次合格率达98.80%以上,外型尺寸达到设计要求,为索塔钢锚箱节段立体预拼和工地安装提供可靠保障。
2011, 26(12): 68-70.
doi: 10.13206/j.gjg201112017
摘要:
采用开路电位、强极化曲线以及金相显微镜和X射线衍射等手段,研究DH36海洋用钢的焊接件S-335-2在海水中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀的倾向及其腐蚀产物。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率较小,在16～20μA/cm2之间,是氧扩散控制过程;开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小;腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。
采用开路电位、强极化曲线以及金相显微镜和X射线衍射等手段,研究DH36海洋用钢的焊接件S-335-2在海水中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀的倾向及其腐蚀产物。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率较小,在16～20μA/cm2之间,是氧扩散控制过程;开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小;腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。
2011, 26(12): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg201112018
摘要:
利用有限元分析软件ANSYS的参数化语言设计——APDL编写变截面任意跨门式刚架优化设计程序。用户只需要根据不同的设计要求改变门式刚架的主要设计参数,如跨数、跨度、梁柱的连接方式、柱高、斜梁的分段比例、相关恒活荷载、风荷载、地震荷载等,便可在较短的时间内实现任意跨门式刚架的优化,不仅提高工作效率而且实现节约钢材节省成本的经济目标。
利用有限元分析软件ANSYS的参数化语言设计——APDL编写变截面任意跨门式刚架优化设计程序。用户只需要根据不同的设计要求改变门式刚架的主要设计参数,如跨数、跨度、梁柱的连接方式、柱高、斜梁的分段比例、相关恒活荷载、风荷载、地震荷载等,便可在较短的时间内实现任意跨门式刚架的优化,不仅提高工作效率而且实现节约钢材节省成本的经济目标。
