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2013年 第28卷 第2期
2013, 28(2): 1-6.
doi: 10.13206/j.gjg201302001
摘要
摘要:
采用断裂力学方法对CFRP加固钢结构的剩余疲劳寿命进行研究。引入考虑裂纹闭合的疲劳寿命分析模型对CFRP加固钢结构进行疲劳寿命计算,计算结果与疲劳试验结果吻合较好。实际结构承受的是随机变幅疲劳荷载,根据Miner线性累积损伤理论,将变幅疲劳荷载转化成等效应力幅下的常幅疲劳荷载,给出CFRP加固钢结构的疲劳验算建议方法。
采用断裂力学方法对CFRP加固钢结构的剩余疲劳寿命进行研究。引入考虑裂纹闭合的疲劳寿命分析模型对CFRP加固钢结构进行疲劳寿命计算,计算结果与疲劳试验结果吻合较好。实际结构承受的是随机变幅疲劳荷载,根据Miner线性累积损伤理论,将变幅疲劳荷载转化成等效应力幅下的常幅疲劳荷载,给出CFRP加固钢结构的疲劳验算建议方法。
2013, 28(2): 7-11.
doi: 10.13206/j.gjg201302002
摘要:
引用国际上最新的试验结果,对集中荷载作用下的冷弯薄壁非卷边槽钢进行数值模拟,数值计算结果与试验数据吻合良好。利用有限元软件进行多参数的数值分析,得出影响槽钢腹板压屈的主要参数,并对其影响程度进行定量分析。在试验研究和数值分析的基础上,给出计算槽钢腹板压屈荷载的建议公式,公式计算的结果与试验数据吻合良好,说明建议公式是合理且偏于安全的。
引用国际上最新的试验结果,对集中荷载作用下的冷弯薄壁非卷边槽钢进行数值模拟,数值计算结果与试验数据吻合良好。利用有限元软件进行多参数的数值分析,得出影响槽钢腹板压屈的主要参数,并对其影响程度进行定量分析。在试验研究和数值分析的基础上,给出计算槽钢腹板压屈荷载的建议公式,公式计算的结果与试验数据吻合良好,说明建议公式是合理且偏于安全的。
2013, 28(2): 12-15.
doi: 10.13206/j.gjg201302003
摘要:
以无工艺孔钢梁与H型钢柱焊接节点作为研究对象,基于ABAQUS有限元分析与拟静力试验,对无工艺孔节点与普通工艺孔节点受力性能进行比较,并阐述无工艺孔节点的性能优势及在我国应用的可行性。结果表明,无工艺孔法应用于钢结构梁柱节点,可以有效地提高节点的抗震性能,在我国现阶段钢结构加工技术条件下应用具有可行性。
以无工艺孔钢梁与H型钢柱焊接节点作为研究对象,基于ABAQUS有限元分析与拟静力试验,对无工艺孔节点与普通工艺孔节点受力性能进行比较,并阐述无工艺孔节点的性能优势及在我国应用的可行性。结果表明,无工艺孔法应用于钢结构梁柱节点,可以有效地提高节点的抗震性能,在我国现阶段钢结构加工技术条件下应用具有可行性。
2013, 28(2): 16-19.
doi: 10.13206/j.gjg201302004
摘要:
采用ANSYS有限元软件建立钢管混凝土柱环梁节点三维实体模型,对节点模型的变形、应力应变情况、开裂状态进行非线性分析。结果表明,有限元分析结果与试验结果吻合较好,指出了环梁破坏的3种形式,并提出适当的框架梁-环梁配筋比可以控制节点破坏形态,对设计此类节点有较好的参考价值。
采用ANSYS有限元软件建立钢管混凝土柱环梁节点三维实体模型,对节点模型的变形、应力应变情况、开裂状态进行非线性分析。结果表明,有限元分析结果与试验结果吻合较好,指出了环梁破坏的3种形式,并提出适当的框架梁-环梁配筋比可以控制节点破坏形态,对设计此类节点有较好的参考价值。
2013, 28(2): 20-24.
doi: 10.13206/j.gjg201302005
摘要:
通过物理模型试验和数值模拟,对一种全新的火力发电厂自立式钢烟囱———四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数进行分析与研究。重点对4种不同角度风向作用、不同钢筒间距和不同钢筒直径的四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数变化规律,进行有针对性的研究,并给出相应的研究结论和计算取值建议,可为类似结构的抗风设计提供参考。
通过物理模型试验和数值模拟,对一种全新的火力发电厂自立式钢烟囱———四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数进行分析与研究。重点对4种不同角度风向作用、不同钢筒间距和不同钢筒直径的四管自立式钢烟囱的风荷载体型系数和风振系数变化规律,进行有针对性的研究,并给出相应的研究结论和计算取值建议,可为类似结构的抗风设计提供参考。
2013, 28(2): 25-26.
doi: 10.13206/j.gjg201302006
摘要:
对受倾覆力矩的螺栓组连接进行受力分析时,传统的计算方法是将连接面受力简化到螺栓连接点,将螺栓看作受预紧力和轴向力,通过各点受力的矢量和与连接件所受倾覆力矩平衡。这种方法虽然计算过程简便但误差较大。提出一种螺栓组受力分析方法,即面积转换法,该方法是将螺栓等效转化为相应面积的连接件实体,将转化后的螺栓与原连接件实体叠加,看作一个受弯截面;采用新截面的弯曲截面系数,计算各点在外力作用下的应力幅,将应力幅和预紧力叠加,得出连接实体和螺栓的受力。采用该方法的螺栓组受力分析误差小,有一定的理论和实用意义。
对受倾覆力矩的螺栓组连接进行受力分析时,传统的计算方法是将连接面受力简化到螺栓连接点,将螺栓看作受预紧力和轴向力,通过各点受力的矢量和与连接件所受倾覆力矩平衡。这种方法虽然计算过程简便但误差较大。提出一种螺栓组受力分析方法,即面积转换法,该方法是将螺栓等效转化为相应面积的连接件实体,将转化后的螺栓与原连接件实体叠加,看作一个受弯截面;采用新截面的弯曲截面系数,计算各点在外力作用下的应力幅,将应力幅和预紧力叠加,得出连接实体和螺栓的受力。采用该方法的螺栓组受力分析误差小,有一定的理论和实用意义。
2013, 28(2): 27-31.
doi: 10.13206/j.gjg201302007
摘要:
针对异形索桁架特殊的结构形式,从拉索结构适应温度变化、对主体结构产生影响、应力及挠度控制和造价几个方面出发,提出异形索桁架通常的硬性连接和新型的两种浮动式连接方式,并对这3种方案形式的构造和受力分别做了分析,利用通用的有限元程序,对3种方案的结构形式在各种工况条件下分别进行静力计算和对主体结构产生影响的分析,同时对3种结构形式的动力响应进行分析,系统地对3种连接方案的异形索桁架从温度变化、对结构产生的影响、挠度控制和工程造价方面分别做了对比性说明,对3种索桁架的动力特性做了具体对比,提出合理的建议,可作为今后索桁架节点设计的参考。
针对异形索桁架特殊的结构形式,从拉索结构适应温度变化、对主体结构产生影响、应力及挠度控制和造价几个方面出发,提出异形索桁架通常的硬性连接和新型的两种浮动式连接方式,并对这3种方案形式的构造和受力分别做了分析,利用通用的有限元程序,对3种方案的结构形式在各种工况条件下分别进行静力计算和对主体结构产生影响的分析,同时对3种结构形式的动力响应进行分析,系统地对3种连接方案的异形索桁架从温度变化、对结构产生的影响、挠度控制和工程造价方面分别做了对比性说明,对3种索桁架的动力特性做了具体对比,提出合理的建议,可作为今后索桁架节点设计的参考。
2013, 28(2): 32-36.
doi: 10.13206/j.gjg201302008
摘要:
讨论美国钢结构抗震设计规程中人字形延性中心支撑钢框架的抗震设计和分析。在强震作用下的基本设计理念为:钢支撑框架中的塑性变形集中于支撑上,通过支撑受拉屈服和受压屈曲来消耗能量,其他结构构件需保持弹性。结合1栋9层支撑钢框架,阐述美国钢结构抗震设计规程的相关具体规定,并得到设计建议:支撑截面的选择受到局部宽厚比的限制;框架梁截面的尺寸由强度控制,主要考虑由于支撑受拉屈服和受压屈曲所形成的竖向不平衡力的作用;框架柱截面的尺寸由考虑所有受压支撑移去时的结构模型控制。
讨论美国钢结构抗震设计规程中人字形延性中心支撑钢框架的抗震设计和分析。在强震作用下的基本设计理念为:钢支撑框架中的塑性变形集中于支撑上,通过支撑受拉屈服和受压屈曲来消耗能量,其他结构构件需保持弹性。结合1栋9层支撑钢框架,阐述美国钢结构抗震设计规程的相关具体规定,并得到设计建议:支撑截面的选择受到局部宽厚比的限制;框架梁截面的尺寸由强度控制,主要考虑由于支撑受拉屈服和受压屈曲所形成的竖向不平衡力的作用;框架柱截面的尺寸由考虑所有受压支撑移去时的结构模型控制。
2013, 28(2): 37-40.
doi: 10.13206/j.gjg201302009
摘要:
针对天津海河春意桥施工过程中钢箱梁吊装及安装问题,运用大型有限元软件ANSYS分别对钢箱梁四的节段一(上、下)和节段三(上、下)进行有限元计算,选用壳单元Shell181进行模拟分析,计算依据为JTJ025-86《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》。计算结果表明:钢箱梁在吊装、安装过程中,强度和刚度均满足要求,亦不会发生板件局部失稳和应力集中问题,钢箱梁构件安全。
针对天津海河春意桥施工过程中钢箱梁吊装及安装问题,运用大型有限元软件ANSYS分别对钢箱梁四的节段一(上、下)和节段三(上、下)进行有限元计算,选用壳单元Shell181进行模拟分析,计算依据为JTJ025-86《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》。计算结果表明:钢箱梁在吊装、安装过程中,强度和刚度均满足要求,亦不会发生板件局部失稳和应力集中问题,钢箱梁构件安全。
2013, 28(2): 41-44.
doi: 10.13206/j.gjg201302010
摘要:
冷弯60°角钢作为一种新型的冷弯型材在三角形通信铁塔中使用,讨论其截面特征及力学特性,探讨其在三角形通信铁塔结构设计上的应用方案,介绍加工制造冷弯60°角钢的制备方法,总结其实践应用的情况。
冷弯60°角钢作为一种新型的冷弯型材在三角形通信铁塔中使用,讨论其截面特征及力学特性,探讨其在三角形通信铁塔结构设计上的应用方案,介绍加工制造冷弯60°角钢的制备方法,总结其实践应用的情况。
2013, 28(2): 45-49.
doi: 10.13206/j.gjg201302011
摘要:
由于GB50009-2001《建筑结构荷载规范》与CECS102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对门式刚架设计中风荷载体型系数取值不同,从现行荷载规范关于体型系数的确定原则、体型系数的来源背景分析及低矮房屋在风荷载作用下所具有的特征等方面,阐明荷载规范GB50009-2001表7.3.1中体型系数应用于低层轻型门式刚架设计的局限性以及采用CECS102∶2002体型系数的合理性。
由于GB50009-2001《建筑结构荷载规范》与CECS102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对门式刚架设计中风荷载体型系数取值不同,从现行荷载规范关于体型系数的确定原则、体型系数的来源背景分析及低矮房屋在风荷载作用下所具有的特征等方面,阐明荷载规范GB50009-2001表7.3.1中体型系数应用于低层轻型门式刚架设计的局限性以及采用CECS102∶2002体型系数的合理性。
2013, 28(2): 50-54.
doi: 10.13206/j.gjg201302012
摘要:
根据欧洲钢结构设计规范的EN1993-1-8∶2005和GB50017-2003《钢结构设计规范》及JGJ82-2011《钢结构高强螺栓连接技术规程》对单个螺栓的设计承载力进行比较,包括抗剪连接、抗拉连接、剪拉连接和抗滑移连接的单栓承载力。比较分析可知:国标与欧标钢结构设计规范中的抗剪螺栓连接承载力二者基本一致;欧标的高强螺栓预拉力取值比中国的约高10%;抗拉螺栓连接与剪拉螺栓连接主要区别在于螺栓的抗拉承载力如何考虑撬力的影响。
根据欧洲钢结构设计规范的EN1993-1-8∶2005和GB50017-2003《钢结构设计规范》及JGJ82-2011《钢结构高强螺栓连接技术规程》对单个螺栓的设计承载力进行比较,包括抗剪连接、抗拉连接、剪拉连接和抗滑移连接的单栓承载力。比较分析可知:国标与欧标钢结构设计规范中的抗剪螺栓连接承载力二者基本一致;欧标的高强螺栓预拉力取值比中国的约高10%;抗拉螺栓连接与剪拉螺栓连接主要区别在于螺栓的抗拉承载力如何考虑撬力的影响。
2013, 28(2): 55-58.
doi: 10.13206/j.gjg201302013
摘要:
针对实际生产中焊接H型钢焊后产生裂纹的类型和原因进行分析。通过原材料、焊缝金属进行化学成分分析和破坏性力学性能试验检测以及生产过程调查,分析得出焊接型钢产生裂纹的内外因素。结合实际生产情况,制定出工艺措施,解决了焊缝裂纹问题。
针对实际生产中焊接H型钢焊后产生裂纹的类型和原因进行分析。通过原材料、焊缝金属进行化学成分分析和破坏性力学性能试验检测以及生产过程调查,分析得出焊接型钢产生裂纹的内外因素。结合实际生产情况,制定出工艺措施,解决了焊缝裂纹问题。
2013, 28(2): 59-62.
doi: 10.13206/j.gjg201302014
摘要:
以洛阳市隋唐城天堂遗址保护建筑工程的箱型桁架制作为例,针对Q420-D材质厚板的焊接,通过焊接工艺评定,结合实际操作,对Q420-D材质厚板的焊接难点及对策、工艺流程、焊接操作、焊接应力消除等方面进行深入研究,总结出Q420-D材质厚板的成套施工技术,可供类似工程参考。
以洛阳市隋唐城天堂遗址保护建筑工程的箱型桁架制作为例,针对Q420-D材质厚板的焊接,通过焊接工艺评定,结合实际操作,对Q420-D材质厚板的焊接难点及对策、工艺流程、焊接操作、焊接应力消除等方面进行深入研究,总结出Q420-D材质厚板的成套施工技术,可供类似工程参考。
2013, 28(2): 63-67.
doi: 10.13206/j.gjg201302015
摘要:
黄冈公铁两用长江大桥为双塔双索面斜拉钢桁梁桥,该桥断面采用上宽下窄的倒梯形截面。钢桥杆件采用非90°平行四边形截面,这种截面的杆件在钢桁梁桥结构中不多见。由于杆件截面相对于竖直方向倾斜了20.353°,所以钢梁杆件的零件组拼接头为斜角状态。零件的加工、特殊截面的组拼、钢锚箱的定位与检测、焊接变形控制以及杆件制孔线的划法等均是制作新工艺和新方法。针对该桥钢梁特殊截面杆件的特点,对制作工艺等关键技术进行研究并予以实施,取得了较好的效果,杆件的制作精度和焊接质量可满足设计要求。
黄冈公铁两用长江大桥为双塔双索面斜拉钢桁梁桥,该桥断面采用上宽下窄的倒梯形截面。钢桥杆件采用非90°平行四边形截面,这种截面的杆件在钢桁梁桥结构中不多见。由于杆件截面相对于竖直方向倾斜了20.353°,所以钢梁杆件的零件组拼接头为斜角状态。零件的加工、特殊截面的组拼、钢锚箱的定位与检测、焊接变形控制以及杆件制孔线的划法等均是制作新工艺和新方法。针对该桥钢梁特殊截面杆件的特点,对制作工艺等关键技术进行研究并予以实施,取得了较好的效果,杆件的制作精度和焊接质量可满足设计要求。
2013, 28(2): 68-71.
doi: 10.13206/j.gjg201302016
摘要:
深圳京基100大厦伸臂桁架采用一端刚接、一端铰接的连接方式,避免了由于施工阶段内外筒结构的竖向变形差在伸臂结构中产生过大的初始应力的影响。通过内外筒变形和应力监测结果分析,该连接方式能消除内外筒的竖向变形差,但焊接残余应力对伸臂桁架影响较大。
深圳京基100大厦伸臂桁架采用一端刚接、一端铰接的连接方式,避免了由于施工阶段内外筒结构的竖向变形差在伸臂结构中产生过大的初始应力的影响。通过内外筒变形和应力监测结果分析,该连接方式能消除内外筒的竖向变形差,但焊接残余应力对伸臂桁架影响较大。
2013, 28(2): 72-74.
doi: 10.13206/j.gjg201302017
摘要:
赤峰永业城市广场地上钢柱安装施工中,因现场安装使用吊车站位空间有限,原定用于吊装作业塔吊未能及时进场。为不影响工程工期,提出了利用现有吊车及自制的门式吊架完成了此段钢柱的安装方案。在钢柱安装过程中,从测量、焊接等方面严格控制施工质量,顺利完成钢柱的安装工程。该施工操作过程简单、安全可靠,达到了缩短施工周期,降低施工成本的目的。
赤峰永业城市广场地上钢柱安装施工中,因现场安装使用吊车站位空间有限,原定用于吊装作业塔吊未能及时进场。为不影响工程工期,提出了利用现有吊车及自制的门式吊架完成了此段钢柱的安装方案。在钢柱安装过程中,从测量、焊接等方面严格控制施工质量,顺利完成钢柱的安装工程。该施工操作过程简单、安全可靠,达到了缩短施工周期,降低施工成本的目的。
2013, 28(2): 75-77.
doi: 10.13206/j.gjg201302018
摘要:
高温下摩擦系数的改变是影响摩擦型连接高强螺栓受力性能的一个主要因素。通过对6组取自同批次钢板做成的摩擦副进行的高温下摩擦系数试验,得到不同温度下高强螺栓连接节点的摩擦系数及Q235钢高温下的部分特征。试验结果表明:与常温下连接节点的摩擦系数相比,随着温度的升高,摩擦系数会不断降低,且在300℃以内,摩擦系数总体上表现为线性降低。
高温下摩擦系数的改变是影响摩擦型连接高强螺栓受力性能的一个主要因素。通过对6组取自同批次钢板做成的摩擦副进行的高温下摩擦系数试验,得到不同温度下高强螺栓连接节点的摩擦系数及Q235钢高温下的部分特征。试验结果表明:与常温下连接节点的摩擦系数相比,随着温度的升高,摩擦系数会不断降低,且在300℃以内,摩擦系数总体上表现为线性降低。
2013, 28(2): 78-81.
doi: 10.13206/j.gjg201302019
摘要:
对锈蚀槽钢梁荷载-挠度关系曲线进行研究。试验研究表明:试件剪跨比和高跨比对锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线有较大影响。锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线可以分为2个阶段:第一阶段为弹性段,其斜率与剪跨比有关;第二阶段为屈服强化段,其斜率与第一阶段基本呈线性关系。在试验研究基础上,提出锈蚀槽钢梁承载力和挠度的计算方法,建立槽钢梁荷载-挠度关系曲线计算模型。该模型形式简单,便于工程实际应用。
对锈蚀槽钢梁荷载-挠度关系曲线进行研究。试验研究表明:试件剪跨比和高跨比对锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线有较大影响。锈蚀槽钢梁的荷载-挠度关系曲线可以分为2个阶段:第一阶段为弹性段,其斜率与剪跨比有关;第二阶段为屈服强化段,其斜率与第一阶段基本呈线性关系。在试验研究基础上,提出锈蚀槽钢梁承载力和挠度的计算方法,建立槽钢梁荷载-挠度关系曲线计算模型。该模型形式简单,便于工程实际应用。
