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2012年 第27卷 第4期
2012, 27(4): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg201204001
摘要
摘要:
CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的诸多规定,是以梁和柱刚性连接为基础的。但规程内容对此缺少明确指示,以致有些设计的连接节点刚度不足,从而使结构的可靠度下降。同时,近年来的研究工作表明,规程所推荐的端板螺栓连接必须采取有效措施才能满足刚性节点的要求。在实际工作中,必须有适当的准则来衡量节点转动刚度是否合格。采用欧盟设计规范EC3规定的准则,结合算例进行分析,表明加厚节点域腹板、设置斜加劲肋和增大端板厚度都可以实现刚性节点。另一方面,采用上翼缘拼接板比CECS 102∶2002推荐的构造方案更为有效。最后提出设计建议供修订CECS 102∶2002规程参考。
CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的诸多规定,是以梁和柱刚性连接为基础的。但规程内容对此缺少明确指示,以致有些设计的连接节点刚度不足,从而使结构的可靠度下降。同时,近年来的研究工作表明,规程所推荐的端板螺栓连接必须采取有效措施才能满足刚性节点的要求。在实际工作中,必须有适当的准则来衡量节点转动刚度是否合格。采用欧盟设计规范EC3规定的准则,结合算例进行分析,表明加厚节点域腹板、设置斜加劲肋和增大端板厚度都可以实现刚性节点。另一方面,采用上翼缘拼接板比CECS 102∶2002推荐的构造方案更为有效。最后提出设计建议供修订CECS 102∶2002规程参考。
2012, 27(4): 6-9.
doi: 10.13206/j.gjg201204002
摘要:
深圳能源集团总部大厦项目,由南、北塔楼及连接南北塔楼的连桥组成,北塔楼主体结构高208.5m,南塔楼主体结构高100m,南北塔楼在2～9层通过连桥连接,属于复杂高层建筑。由于Y向高宽比为6.8,尤其核心筒高宽比约为17,远大于规范建议值12,造成结构Y向刚度偏弱。针对上述结构特性,结合建筑布置,设置腰桁架和伸臂桁架,以探求伸臂桁架和腰桁架的最优布置。北塔楼结构体系采用框架体系+核心筒+加强层架的抗侧体系。整体结构及构件融入了性能化设计思想,对主要抗侧力构件,如加强层、连桥区域提高抗震等级和性能目标。动力弹塑性时程分析进一步验证结构在大震下的整体性能要优于不倒塌要求。分析结果表明,塔楼结构设计可满足所提出的抗震性能目标,各项性能指标均符合国家相关规范的要求。
深圳能源集团总部大厦项目,由南、北塔楼及连接南北塔楼的连桥组成,北塔楼主体结构高208.5m,南塔楼主体结构高100m,南北塔楼在2～9层通过连桥连接,属于复杂高层建筑。由于Y向高宽比为6.8,尤其核心筒高宽比约为17,远大于规范建议值12,造成结构Y向刚度偏弱。针对上述结构特性,结合建筑布置,设置腰桁架和伸臂桁架,以探求伸臂桁架和腰桁架的最优布置。北塔楼结构体系采用框架体系+核心筒+加强层架的抗侧体系。整体结构及构件融入了性能化设计思想,对主要抗侧力构件,如加强层、连桥区域提高抗震等级和性能目标。动力弹塑性时程分析进一步验证结构在大震下的整体性能要优于不倒塌要求。分析结果表明,塔楼结构设计可满足所提出的抗震性能目标,各项性能指标均符合国家相关规范的要求。
2012, 27(4): 10-15.
doi: 10.13206/j.gjg201204003
摘要:
基于单调荷载作用下钢材和混凝土的应力-应变关系模型,考虑了材料本构关系的非线性以及不同材料之间的接触关系,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了矩形钢管混凝土短柱在局压偏压下的非线性有限元计算模型。计算分析矩形钢管混凝土受局压偏压时的荷载-变形全过程关系曲线,计算曲线与试验曲线吻合较好。通过分析局压面积比、截面含钢率、钢材和混凝土强度以及端板厚度等对钢管混凝土局压力学性能的影响规律,较深入地了解矩形钢管混凝土受局压偏压荷载时的工作机制。最后,在系统参数分析结果的基础上,提出矩形钢管混凝土局压偏压承载力简化计算方法。
基于单调荷载作用下钢材和混凝土的应力-应变关系模型,考虑了材料本构关系的非线性以及不同材料之间的接触关系,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了矩形钢管混凝土短柱在局压偏压下的非线性有限元计算模型。计算分析矩形钢管混凝土受局压偏压时的荷载-变形全过程关系曲线,计算曲线与试验曲线吻合较好。通过分析局压面积比、截面含钢率、钢材和混凝土强度以及端板厚度等对钢管混凝土局压力学性能的影响规律,较深入地了解矩形钢管混凝土受局压偏压荷载时的工作机制。最后,在系统参数分析结果的基础上,提出矩形钢管混凝土局压偏压承载力简化计算方法。
2012, 27(4): 16-21.
doi: 10.13206/j.gjg201204004
摘要:
健康监测系统已被应用到越来越多的大型结构中,并获得了海量的监测信息。如何将所得监测信息以及数据处理结果实时、形象地呈现出来,这渐渐成为一个新课题。针对大型结构健康监测中产生的种类多、数据量大的监测信息,提出了监测信息可视化系统的设计目标,构建了可视化系统框架,实现了系统所需的关键技术,并利用本系统对国家体育场钢结构的监测信息实现了实时处理与动态可视化显示。
健康监测系统已被应用到越来越多的大型结构中,并获得了海量的监测信息。如何将所得监测信息以及数据处理结果实时、形象地呈现出来,这渐渐成为一个新课题。针对大型结构健康监测中产生的种类多、数据量大的监测信息,提出了监测信息可视化系统的设计目标,构建了可视化系统框架,实现了系统所需的关键技术,并利用本系统对国家体育场钢结构的监测信息实现了实时处理与动态可视化显示。
2012, 27(4): 22-27.
doi: 10.13206/j.gjg201204005
摘要:
宝钢综合大楼为高层全钢结构的钢框架-支撑体系,总建筑面积约4.4万m2,高度约100m,共24层。本工程为主楼在裙房平面有较大凸出及主楼在19层有较大收进的超限高层。主要介绍本工程的结构体系布置、结构不规则情况及对超限情况的相应技术措施,并根据工程特点,对结构的抗风和抗震性能进行设计分析,最终制定出安全可靠、符合外观及使用要求的设计方案,以供同类工程参考。
宝钢综合大楼为高层全钢结构的钢框架-支撑体系,总建筑面积约4.4万m2,高度约100m,共24层。本工程为主楼在裙房平面有较大凸出及主楼在19层有较大收进的超限高层。主要介绍本工程的结构体系布置、结构不规则情况及对超限情况的相应技术措施,并根据工程特点,对结构的抗风和抗震性能进行设计分析,最终制定出安全可靠、符合外观及使用要求的设计方案,以供同类工程参考。
2012, 27(4): 28-31.
doi: 10.13206/j.gjg201204006
摘要:
长春汽车博览馆为全钢结构的异型框架-支撑体系,总建筑面积约2.74万m2,高度约64m,共13层,建筑立面造型为非封闭偏心圆环形式。主要介绍本工程的结构体系布置、结构设计的难点及相应的技术措施,并根据工程特点,对结构设计、施工的科学结合做了合理策划,最终制定出安全可靠、符合外观及使用要求的设计方案,以供同类工程参考。
长春汽车博览馆为全钢结构的异型框架-支撑体系,总建筑面积约2.74万m2,高度约64m,共13层,建筑立面造型为非封闭偏心圆环形式。主要介绍本工程的结构体系布置、结构设计的难点及相应的技术措施,并根据工程特点,对结构设计、施工的科学结合做了合理策划,最终制定出安全可靠、符合外观及使用要求的设计方案,以供同类工程参考。
2012, 27(4): 32-34.
doi: 10.13206/j.gjg201204007
摘要:
鉴于大型雕塑的形态复杂多样,其结构受力状况也随之变化,因此,雕塑的结构设计无法直接遵循现行设计规范,需要进行专门分析研究,开展专项设计。针对具体的典型实例,根据抗震性能目标,从多个角度进行分析,以确保结构的安全适用。
鉴于大型雕塑的形态复杂多样,其结构受力状况也随之变化,因此,雕塑的结构设计无法直接遵循现行设计规范,需要进行专门分析研究,开展专项设计。针对具体的典型实例,根据抗震性能目标,从多个角度进行分析,以确保结构的安全适用。
2012, 27(4): 35-38.
doi: 10.13206/j.gjg201204008
摘要:
为实时反映钢屋盖在胎架拆除阶段的内力和变形情况以及支撑胎架反力的变化情况,以天津博物馆临时支撑为例,采用MIDAS7.3分析软件对胎架落架路径进行了落架过程跟踪分析。通过设置多个"荷载步"模拟每一步落架工况,分析落架对主体结构和临时结构的影响。计算结果表明:结构中构件的最不利内力值较小,有较大安全储备。当所有支撑拆除后,结构的最大应力值达140MPa,为材料强度设计值的0.47,说明落架方案能够保证钢屋盖处于弹性工作阶段,且安全可靠。该结果为胎架落架实际拆除方案提供了理论依据。
为实时反映钢屋盖在胎架拆除阶段的内力和变形情况以及支撑胎架反力的变化情况,以天津博物馆临时支撑为例,采用MIDAS7.3分析软件对胎架落架路径进行了落架过程跟踪分析。通过设置多个"荷载步"模拟每一步落架工况,分析落架对主体结构和临时结构的影响。计算结果表明:结构中构件的最不利内力值较小,有较大安全储备。当所有支撑拆除后,结构的最大应力值达140MPa,为材料强度设计值的0.47,说明落架方案能够保证钢屋盖处于弹性工作阶段,且安全可靠。该结果为胎架落架实际拆除方案提供了理论依据。
2012, 27(4): 39-42.
doi: 10.13206/j.gjg201204009
摘要:
因使用功能的需要,轻钢厂房内常常出现不允许设置柱间支撑的情况。研究利用由钢柱、钢梁组成的钢框架在平面内具有刚度较大、不易变形的特点,在局部适当跨间设置钢框架作为柱间支撑来代替普通柱间支撑使用,为结构单元提供必须的纵向刚度。选取几种常用的支撑体系进行受力分析、对比,论证钢框架支撑在轻钢结构厂房中使用的适用性、合理性、经济性,为类似工程提供参考。
因使用功能的需要,轻钢厂房内常常出现不允许设置柱间支撑的情况。研究利用由钢柱、钢梁组成的钢框架在平面内具有刚度较大、不易变形的特点,在局部适当跨间设置钢框架作为柱间支撑来代替普通柱间支撑使用,为结构单元提供必须的纵向刚度。选取几种常用的支撑体系进行受力分析、对比,论证钢框架支撑在轻钢结构厂房中使用的适用性、合理性、经济性,为类似工程提供参考。
2012, 27(4): 43-45.
doi: 10.13206/j.gjg201204010
摘要:
通过相关试验,探讨了扭矩系数的检验及其影响因素,同时介绍了抗滑移系数和预拉力控制方法。通过摩擦型和承压型连接高强螺栓的计算,对比了两种连接的结构安全性。
通过相关试验,探讨了扭矩系数的检验及其影响因素,同时介绍了抗滑移系数和预拉力控制方法。通过摩擦型和承压型连接高强螺栓的计算,对比了两种连接的结构安全性。
2012, 27(4): 46-52.
doi: 10.13206/j.gjg201204011
摘要:
锅炉钢结构是由梁、柱、斜撑等构件组成的。在设计这些构件时,希望尽量薄一些,以便减轻重量。但如果不适当地减薄,则在静荷载和地震作用下,腹板或翼缘将偏离正常位置,发生局部失稳。局部失稳将加快构件整体失稳。因此,应保证构件局部失稳不先于整体失稳发生,控制好构件的高厚比和宽厚比。
锅炉钢结构是由梁、柱、斜撑等构件组成的。在设计这些构件时,希望尽量薄一些,以便减轻重量。但如果不适当地减薄,则在静荷载和地震作用下,腹板或翼缘将偏离正常位置,发生局部失稳。局部失稳将加快构件整体失稳。因此,应保证构件局部失稳不先于整体失稳发生,控制好构件的高厚比和宽厚比。
2012, 27(4): 53-58.
doi: 10.13206/j.gjg201204012
摘要:
以汉阳锅顶山垃圾焚烧发电厂厂房为例,介绍超高、超重型管桁架柱制作技术。通过技术创新,自制切割、焊接简易胎具,解决主弦杆对接焊缝焊接量大、质量要求高等问题;通过整体组装、分段焊接的工艺,解决钢柱弯曲度及现场拼接要求,现场验收一次通过;通过改变传统组装程序,自制钢管组装装置,保证焊缝内部及外观质量要求,多条相贯线焊缝光滑一致,达到设计要求。
以汉阳锅顶山垃圾焚烧发电厂厂房为例,介绍超高、超重型管桁架柱制作技术。通过技术创新,自制切割、焊接简易胎具,解决主弦杆对接焊缝焊接量大、质量要求高等问题;通过整体组装、分段焊接的工艺,解决钢柱弯曲度及现场拼接要求,现场验收一次通过;通过改变传统组装程序,自制钢管组装装置,保证焊缝内部及外观质量要求,多条相贯线焊缝光滑一致,达到设计要求。
2012, 27(4): 59-62.
doi: 10.13206/j.gjg201204013
摘要:
上海新槎浦中桥钢桁梁在制作过程中,由于户外作业完成的半成品钢箱梁受到雨水的浸泡,主角焊缝内部积水,且积水很难清除,严重影响焊接质量。针对此突发事件展开工艺研究,制定多种方案,采取先除水后埋弧焊接的措施,经过不断研究摸索,最终解决了问题,并通过无损检测和机械性能检测,确保焊缝质量合格。该技术使角焊缝顺利焊接完成,避免改为全熔透角焊缝焊接工艺,减轻劳动量、降低工程量、节约成本。
上海新槎浦中桥钢桁梁在制作过程中,由于户外作业完成的半成品钢箱梁受到雨水的浸泡,主角焊缝内部积水,且积水很难清除,严重影响焊接质量。针对此突发事件展开工艺研究,制定多种方案,采取先除水后埋弧焊接的措施,经过不断研究摸索,最终解决了问题,并通过无损检测和机械性能检测,确保焊缝质量合格。该技术使角焊缝顺利焊接完成,避免改为全熔透角焊缝焊接工艺,减轻劳动量、降低工程量、节约成本。
2012, 27(4): 63-65.
doi: 10.13206/j.gjg201204014
摘要:
滨州大剧院屋盖属于典型的高、大、重模板支撑,通过对扣件式钢管脚手架方案、钢桁架结构方案、钢网架结构方案、钢框架结构方案的计算、分析和比较,选用钢框架结构方案。经过对框架结构的建模、分析、设计及实际建设,取得了良好的效果,为今后同类模板支撑的设计提供借鉴和思路。
滨州大剧院屋盖属于典型的高、大、重模板支撑,通过对扣件式钢管脚手架方案、钢桁架结构方案、钢网架结构方案、钢框架结构方案的计算、分析和比较,选用钢框架结构方案。经过对框架结构的建模、分析、设计及实际建设,取得了良好的效果,为今后同类模板支撑的设计提供借鉴和思路。
2012, 27(4): 66-68.
doi: 10.13206/j.gjg201204015
摘要:
介绍国内最大跨度变截面连续钢箱梁城市高架桥现场安装施工工艺。钢箱梁截面最高达6.2m,高架桥下为承载能力差的黄孝河箱涵,其支撑体系采用满堂支架进行搭设,钢箱梁采用单元件及分段结合形式出厂、龙门吊机吊装的施工方案。钢箱梁在24h内均能进行吊装施工,且保证施工区域两侧车辆顺畅通行,大大提高了工作效率,降低了对箱涵的影响。整体钢箱梁安装完毕后各项指标均符合设计及规范要求,可供类似钢箱梁高架桥的施工参考。
介绍国内最大跨度变截面连续钢箱梁城市高架桥现场安装施工工艺。钢箱梁截面最高达6.2m,高架桥下为承载能力差的黄孝河箱涵,其支撑体系采用满堂支架进行搭设,钢箱梁采用单元件及分段结合形式出厂、龙门吊机吊装的施工方案。钢箱梁在24h内均能进行吊装施工,且保证施工区域两侧车辆顺畅通行,大大提高了工作效率,降低了对箱涵的影响。整体钢箱梁安装完毕后各项指标均符合设计及规范要求,可供类似钢箱梁高架桥的施工参考。
2012, 27(4): 69-74.
doi: 10.13206/j.gjg201204016
摘要:
本工程为停缓建全钢结构超高层项目,原结构已建成到25层并暴露在空气中达10年之久,结构钢构件及节点锈蚀严重。经过一系列的专业检测及鉴定,原结构具备复建条件,但必须进行彻底的除锈及有效的防腐处理。结合钢结构锈蚀特点及现场施工条件,续建前采取现场喷砂除锈工艺进行钢结构锈蚀处理,获得了良好的除锈效果,在此基础上重新进行防腐涂装,使原结构全面恢复至全新状态,为下一步续建施工打下了良好的基础。
本工程为停缓建全钢结构超高层项目,原结构已建成到25层并暴露在空气中达10年之久,结构钢构件及节点锈蚀严重。经过一系列的专业检测及鉴定,原结构具备复建条件,但必须进行彻底的除锈及有效的防腐处理。结合钢结构锈蚀特点及现场施工条件,续建前采取现场喷砂除锈工艺进行钢结构锈蚀处理,获得了良好的除锈效果,在此基础上重新进行防腐涂装,使原结构全面恢复至全新状态,为下一步续建施工打下了良好的基础。
2012, 27(4): 75-80.
doi: 10.13206/j.gjg201204017
摘要:
考虑到螺栓球节点制造误差对空间网格结构受力性能的影响以及市场对非标产品制造能力的客观需求,提出基于空间网格结构设计软件开发面向数控加工的螺栓球节点CAD/CAM集成系统。方案结合基于装配约束的参数化设计思想,围绕螺栓球节点的参数化问题进行深入探讨,对其中的关键问题参数化模型和参数驱动机制做出了详尽的论述。系统采用Access软件建立了全数据相关的节点信息数据库,并以SolidWorks软件为开发平台,最终完成了螺栓球节点CAD/CAM系统集成平台的搭建。
考虑到螺栓球节点制造误差对空间网格结构受力性能的影响以及市场对非标产品制造能力的客观需求,提出基于空间网格结构设计软件开发面向数控加工的螺栓球节点CAD/CAM集成系统。方案结合基于装配约束的参数化设计思想,围绕螺栓球节点的参数化问题进行深入探讨,对其中的关键问题参数化模型和参数驱动机制做出了详尽的论述。系统采用Access软件建立了全数据相关的节点信息数据库,并以SolidWorks软件为开发平台,最终完成了螺栓球节点CAD/CAM系统集成平台的搭建。
