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2012年 第27卷 第11期
2012, 27(11): 1-7.
doi: 10.13206/j.gjg201211001
摘要
摘要:
钢结构已经广泛应用于工业和民用建筑,由于设计、施工和使用管理不当,材料质量不符合要求,使用功能改变,遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因,需要对钢结构进行加固设计。近年来,国内外在钢结构加固设计领域开展了广泛的研究,大量的试验研究和数值模拟不断开拓了钢结构加固设计方法,但是我国1996年批准颁布使用的CECS77∶96《钢结构加固技术规范》年限较久,并且仅仅局限于焊接加固等传统方法。对近些年国内外钢结构加固领域的研究工作进行总结,希望能为CECS77∶96的修订提供有价值的参考,同时可供钢结构加固设计工作人员借鉴。
钢结构已经广泛应用于工业和民用建筑,由于设计、施工和使用管理不当,材料质量不符合要求,使用功能改变,遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因,需要对钢结构进行加固设计。近年来,国内外在钢结构加固设计领域开展了广泛的研究,大量的试验研究和数值模拟不断开拓了钢结构加固设计方法,但是我国1996年批准颁布使用的CECS77∶96《钢结构加固技术规范》年限较久,并且仅仅局限于焊接加固等传统方法。对近些年国内外钢结构加固领域的研究工作进行总结,希望能为CECS77∶96的修订提供有价值的参考,同时可供钢结构加固设计工作人员借鉴。
2012, 27(11): 8-10.
doi: 10.13206/j.gjg201211002
摘要:
近年来,由于门式刚架结构设计施工存在一些问题,导致工程安全事故屡见不鲜,尤其在地震作用下,较多门式刚架工程发生垮塌,造成了巨大的经济损失。以某大跨度门式刚架厂房为例,利用ANSYS有限元分析软件建立其三维计算模型,进行地震作用下的振动响应分析。首先,通过模态分析得到门式刚架的各阶振型和自振频率;然后,分别进行谱分析和地震反应时程分析。分析表明,谱分析的结果偏于安全,而地震反应时程分析的结果可以作为谱分析结果的复核检验。
近年来,由于门式刚架结构设计施工存在一些问题,导致工程安全事故屡见不鲜,尤其在地震作用下,较多门式刚架工程发生垮塌,造成了巨大的经济损失。以某大跨度门式刚架厂房为例,利用ANSYS有限元分析软件建立其三维计算模型,进行地震作用下的振动响应分析。首先,通过模态分析得到门式刚架的各阶振型和自振频率;然后,分别进行谱分析和地震反应时程分析。分析表明,谱分析的结果偏于安全,而地震反应时程分析的结果可以作为谱分析结果的复核检验。
2012, 27(11): 11-16.
doi: 10.13206/j.gjg201211003
摘要:
针对深圳福田区大型地下车站底层主体结构的工程建设提出一种新型的下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点构造形式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析该节点形式的变形、应变、裂缝的开展,破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究表明:该节点传力路线明确,受力性能良好;承台的存在增强了节点的整体性,改善了节点的受力性能;此新型节点能满足正常使用工况下的承载力设计要求,根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。
针对深圳福田区大型地下车站底层主体结构的工程建设提出一种新型的下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点构造形式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析该节点形式的变形、应变、裂缝的开展,破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究表明:该节点传力路线明确,受力性能良好;承台的存在增强了节点的整体性,改善了节点的受力性能;此新型节点能满足正常使用工况下的承载力设计要求,根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。
2012, 27(11): 17-19.
doi: 10.13206/j.gjg201211004
摘要:
方钢管膨胀混凝土是一种较为理想的钢管混凝土结构。在偏压试验的基础上,依据现有规程对方钢管膨胀混凝土偏压短柱构件承载力进行研究,并依据极限平衡理论,提出适合方钢管膨胀混凝土短柱偏压极限承载力的计算方法,供工程实践和相关理论研究参考。
方钢管膨胀混凝土是一种较为理想的钢管混凝土结构。在偏压试验的基础上,依据现有规程对方钢管膨胀混凝土偏压短柱构件承载力进行研究,并依据极限平衡理论,提出适合方钢管膨胀混凝土短柱偏压极限承载力的计算方法,供工程实践和相关理论研究参考。
2012, 27(11): 20-22.
doi: 10.13206/j.gjg201211005
摘要:
直立锁边金属屋面一般与檩条通过T形支托连接。通过分析金属屋面与T形支托连接的特点,计算T形支托的静摩擦力,用ANSYS软件对檩条及T形支托的有限元模型进行非线性稳定分析,研究直立锁边金属屋面与T形支托连接时对薄壁C型钢檩条侧向稳定性的约束作用。分析结果表明,直立锁边金属屋面T形支托连接可以阻止薄壁C型钢檩条的侧向失稳。
直立锁边金属屋面一般与檩条通过T形支托连接。通过分析金属屋面与T形支托连接的特点,计算T形支托的静摩擦力,用ANSYS软件对檩条及T形支托的有限元模型进行非线性稳定分析,研究直立锁边金属屋面与T形支托连接时对薄壁C型钢檩条侧向稳定性的约束作用。分析结果表明,直立锁边金属屋面T形支托连接可以阻止薄壁C型钢檩条的侧向失稳。
2012, 27(11): 23-25.
doi: 10.13206/j.gjg201211006
摘要:
利用ANSYS通用有限元分析软件,分别计算了5种跨度为6,8,9,10,12m的工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的整体失稳。根据有限元分析结果,拟合了双轴对称等截面工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的等效临界弯矩系数βb的回归公式,以期为GB50017-2003《钢结构设计规范》充实等效临界弯矩系数的计算公式提供参考。
利用ANSYS通用有限元分析软件,分别计算了5种跨度为6,8,9,10,12m的工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的整体失稳。根据有限元分析结果,拟合了双轴对称等截面工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的等效临界弯矩系数βb的回归公式,以期为GB50017-2003《钢结构设计规范》充实等效临界弯矩系数的计算公式提供参考。
2012, 27(11): 26-29.
doi: 10.13206/j.gjg201211007
摘要:
沧州体育馆是一座可容纳6000人的综合性体育建筑,已于2010年竣工,将作为2014年召开的河北省第十四届体育运动会的主会场。本工程跨度大、造型新颖,结构设计具有一定的挑战性。介绍了地基基础和结构设计中的关键技术:如地基基础方案的优选,钢结构屋盖结构选型,拱支座推力平衡技术,以及钢拱结构的整体稳定分析等,可供类似工程设计参考。
沧州体育馆是一座可容纳6000人的综合性体育建筑,已于2010年竣工,将作为2014年召开的河北省第十四届体育运动会的主会场。本工程跨度大、造型新颖,结构设计具有一定的挑战性。介绍了地基基础和结构设计中的关键技术:如地基基础方案的优选,钢结构屋盖结构选型,拱支座推力平衡技术,以及钢拱结构的整体稳定分析等,可供类似工程设计参考。
2012, 27(11): 30-33.
doi: 10.13206/j.gjg201211008
摘要:
某工程在施工过程中,柱子对接时出现超过规范允许值的偏差。对格构柱分肢的强度、稳定承载能力和格构柱整体承载力进行分析。结果表明,柱偏位使构件的计算长度系数发生改变,同时产生了附加弯矩;对分肢构件进行轴压下弹塑性分析得知,偏位部位容易产生应力集中,因此,加固方案应该在消除应力集中方面采取相应措施。
某工程在施工过程中,柱子对接时出现超过规范允许值的偏差。对格构柱分肢的强度、稳定承载能力和格构柱整体承载力进行分析。结果表明,柱偏位使构件的计算长度系数发生改变,同时产生了附加弯矩;对分肢构件进行轴压下弹塑性分析得知,偏位部位容易产生应力集中,因此,加固方案应该在消除应力集中方面采取相应措施。
2012, 27(11): 34-37.
doi: 10.13206/j.gjg201211009
摘要:
双漏斗矩形钢煤斗的受力性能比较复杂,可以通过增加厚度或者改变加劲肋形式等方式改善钢煤斗受力性能。通过一个工程实例,采用数值分析方法,研究壁厚增加和增大加劲肋的截面尺寸对双漏斗矩形钢煤斗受力性能的影响。研究表明,最大Mises应力并不随着厚度的增大而一直减小,增加加劲肋的截面高度对异型钢煤斗的受力性能的改善效果比增加加劲肋截面宽度的效果更加明显。
双漏斗矩形钢煤斗的受力性能比较复杂,可以通过增加厚度或者改变加劲肋形式等方式改善钢煤斗受力性能。通过一个工程实例,采用数值分析方法,研究壁厚增加和增大加劲肋的截面尺寸对双漏斗矩形钢煤斗受力性能的影响。研究表明,最大Mises应力并不随着厚度的增大而一直减小,增加加劲肋的截面高度对异型钢煤斗的受力性能的改善效果比增加加劲肋截面宽度的效果更加明显。
2012, 27(11): 38-40.
doi: 10.13206/j.gjg201211010
摘要:
一般情况下认为增加钢煤斗的厚度可以减小钢煤斗的应力,但是增加厚度的同时也增加了重量。通过有限元软件ANSYS,采用添加表面效应单元的方法解决荷载施加的问题,分析在4种不同厚度下矩形钢煤斗的受力性能。研究发现:厚度增加反而会导致最大Mises应力的增大。
一般情况下认为增加钢煤斗的厚度可以减小钢煤斗的应力,但是增加厚度的同时也增加了重量。通过有限元软件ANSYS,采用添加表面效应单元的方法解决荷载施加的问题,分析在4种不同厚度下矩形钢煤斗的受力性能。研究发现:厚度增加反而会导致最大Mises应力的增大。
2012, 27(11): 41-47.
doi: 10.13206/j.gjg201211011
摘要:
通过简明论述压型金属板设计计算中的强度和刚度问题,提出了新的见解:强度计算时要考虑有无固定支架(座)的不同情况;刚度计算时的挠跨比限值应力求统一,且应适当提高;受弯计算公式要统一等。所述内容可供新规范编制或工程实际设计时参考。
通过简明论述压型金属板设计计算中的强度和刚度问题,提出了新的见解:强度计算时要考虑有无固定支架(座)的不同情况;刚度计算时的挠跨比限值应力求统一,且应适当提高;受弯计算公式要统一等。所述内容可供新规范编制或工程实际设计时参考。
2012, 27(11): 48-53.
doi: 10.13206/j.gjg201211012
摘要:
合肥铁路枢纽南环线钢桁桥采用321-Q345q-D复合钢板作为桥面板,通过分析321-Q345q-D复合钢板的化学成分和设计要求,选择焊接材料,按照焊接工艺评定试验的要求,分别采用手工电弧焊和CO2气体保护焊两种方法进行试验。试验结果表明:321-Q345q-D复合钢板具有良好的焊接工艺性能,其焊接接头具有良好的耐蚀性,强度、韧性和塑性均能够满足设计要求。为321-Q345q-D复合钢板应用于铁路钢桥,提供了有效的焊接数据。该桥面复合钢板为首次在铁路上应用。
合肥铁路枢纽南环线钢桁桥采用321-Q345q-D复合钢板作为桥面板,通过分析321-Q345q-D复合钢板的化学成分和设计要求,选择焊接材料,按照焊接工艺评定试验的要求,分别采用手工电弧焊和CO2气体保护焊两种方法进行试验。试验结果表明:321-Q345q-D复合钢板具有良好的焊接工艺性能,其焊接接头具有良好的耐蚀性,强度、韧性和塑性均能够满足设计要求。为321-Q345q-D复合钢板应用于铁路钢桥,提供了有效的焊接数据。该桥面复合钢板为首次在铁路上应用。
2012, 27(11): 54-57.
doi: 10.13206/j.gjg201211013
摘要:
巴西AMM2号烧结厂烟囱的螺旋梯两侧梯梁及扶手的空间形状可看作投影到圆柱面上上升角为α的螺旋线,根据图纸给定的圆柱面、圆锥面和上升角,设计螺旋梯的梯梁及扶手的成型、检验、校正方法,即为螺旋梯制作的主要内容。此方法与传统的制作方法相比,在材料方面,无需脚手架和瓦板,只需制作简易胎模;在制作工序方面,大大简化传统制作工序,提高一次成型率,减少返工时间,从而有效地保证产品的质量、提高工作效率,同时降低成本。
巴西AMM2号烧结厂烟囱的螺旋梯两侧梯梁及扶手的空间形状可看作投影到圆柱面上上升角为α的螺旋线,根据图纸给定的圆柱面、圆锥面和上升角,设计螺旋梯的梯梁及扶手的成型、检验、校正方法,即为螺旋梯制作的主要内容。此方法与传统的制作方法相比,在材料方面,无需脚手架和瓦板,只需制作简易胎模;在制作工序方面,大大简化传统制作工序,提高一次成型率,减少返工时间,从而有效地保证产品的质量、提高工作效率,同时降低成本。
2012, 27(11): 58-62.
doi: 10.13206/j.gjg201211014
摘要:
热轧钢板桩是现代基础与地下工程领域的一种重要施工材料。回顾国内外热轧钢板桩的发展历程以及应用现状,归纳热轧钢板桩的主要工程结构形式与施工工法特点,并介绍了热轧钢板桩产品的施工应用。
热轧钢板桩是现代基础与地下工程领域的一种重要施工材料。回顾国内外热轧钢板桩的发展历程以及应用现状,归纳热轧钢板桩的主要工程结构形式与施工工法特点,并介绍了热轧钢板桩产品的施工应用。
2012, 27(11): 63-67.
doi: 10.13206/j.gjg201211015
摘要:
西安铁路北客站项目工程结构形式为钢骨混凝土框架结构,结构形式虽然简单,但由于承载较大,钢柱安装完毕以后内部浇筑混凝土。若构件安装就位不准确,将会造成不可挽回的损失。结构连接形式均为焊接,工程所用板材以厚板为主,施工时间跨越冬季,对焊接有较高的要求。介绍预埋螺栓安装的模板定位方法,钢柱、钢梁的安装质量控制方法,焊接的防护措施和预后热处理方法。通过采用上述质量控制措施,钢柱钢梁的安装控制项目均满足GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》的要求,单项工程一次交验合格率达到100%。
西安铁路北客站项目工程结构形式为钢骨混凝土框架结构,结构形式虽然简单,但由于承载较大,钢柱安装完毕以后内部浇筑混凝土。若构件安装就位不准确,将会造成不可挽回的损失。结构连接形式均为焊接,工程所用板材以厚板为主,施工时间跨越冬季,对焊接有较高的要求。介绍预埋螺栓安装的模板定位方法,钢柱、钢梁的安装质量控制方法,焊接的防护措施和预后热处理方法。通过采用上述质量控制措施,钢柱钢梁的安装控制项目均满足GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》的要求,单项工程一次交验合格率达到100%。
2012, 27(11): 68-70.
doi: 10.13206/j.gjg201211016
摘要:
宝钢炼铁厂一、二期综合转运站,始建于20世纪70年代末期,经过30多年的风雨历程,其钢结构都已锈迹斑斑,部分型钢已锈穿,特别是部分综合转运平台立柱、支撑、梁及板整体锈蚀。为了确保宝钢炼铁厂生产系统的正常运行,一、二期综合转运站更换改造工程迫在眉睫。通过确定合理的改造方案及实施,取得了预期的效果。
宝钢炼铁厂一、二期综合转运站,始建于20世纪70年代末期,经过30多年的风雨历程,其钢结构都已锈迹斑斑,部分型钢已锈穿,特别是部分综合转运平台立柱、支撑、梁及板整体锈蚀。为了确保宝钢炼铁厂生产系统的正常运行,一、二期综合转运站更换改造工程迫在眉睫。通过确定合理的改造方案及实施,取得了预期的效果。
2012, 27(11): 71-76.
doi: 10.13206/j.gjg201211017
摘要:
压水堆核电机组AP1000广泛采用先进的模块化施工技术。由于结构模块本体重量大、尺寸大、重心高、易于变形等,使得在模块的现场拼装和翻转过程中,凸显出大量的施工技术挑战和难点。在组对过程中,采用子模块对各尺寸控制DP(尺寸控制点)点;在焊接过程中,采用防变形工装并严格控制双相不锈钢墙面板及剪力钉焊接工艺;在翻转过程中,采用防变形工装。在实践基础上,通过对大型结构模块现场拼装技术和翻转技术进行归纳,为我国核电大型结构模块的拼装施工提供技术参考。
压水堆核电机组AP1000广泛采用先进的模块化施工技术。由于结构模块本体重量大、尺寸大、重心高、易于变形等,使得在模块的现场拼装和翻转过程中,凸显出大量的施工技术挑战和难点。在组对过程中,采用子模块对各尺寸控制DP(尺寸控制点)点;在焊接过程中,采用防变形工装并严格控制双相不锈钢墙面板及剪力钉焊接工艺;在翻转过程中,采用防变形工装。在实践基础上,通过对大型结构模块现场拼装技术和翻转技术进行归纳,为我国核电大型结构模块的拼装施工提供技术参考。
