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2014年 第29卷 第11期
2014, 29(11): 1-9.
doi: 10.13206/j.gjg201411001
摘要
摘要:
以不同载荷水平作用下凯威特型球面网壳的可靠度与敏感性作为重点研究内容。根据杆件在网壳中的受力特点及分布方式,将杆件划分为7大类,深入探讨各类杆件的几何与物理参数的随机性对网壳结构可靠度、敏感性的影响规律;将网壳结构的最大变形、应变能、杆件屈服数和塑性应变定义为响应指标,研究荷载、弹性模量、屈服强度、杆件横截面面积和几何参数等随机变量对以上4个指标的影响程度;最后,得到不同荷载水平作用下网壳结构4个指标之间的相关性的变化规律。所得结论可为双层球面网壳结构的设计、优化提供参考与借鉴。
以不同载荷水平作用下凯威特型球面网壳的可靠度与敏感性作为重点研究内容。根据杆件在网壳中的受力特点及分布方式,将杆件划分为7大类,深入探讨各类杆件的几何与物理参数的随机性对网壳结构可靠度、敏感性的影响规律;将网壳结构的最大变形、应变能、杆件屈服数和塑性应变定义为响应指标,研究荷载、弹性模量、屈服强度、杆件横截面面积和几何参数等随机变量对以上4个指标的影响程度;最后,得到不同荷载水平作用下网壳结构4个指标之间的相关性的变化规律。所得结论可为双层球面网壳结构的设计、优化提供参考与借鉴。
2014, 29(11): 10-15.
doi: 10.13206/j.gjg201411002
摘要:
选取轴对称肋环型索穹顶结构的1条肋,用等效径向索代替环向索,将其等效为一次超静定平面桁架结构。选取最内撑杆上端点径向力为约束力,推导力法求解约束力的计算公式;提出小变形时各点位移计算的位移传递法和计算公式;在用力法计算出各杆件内力后,就可以通过传递矩阵由外到内计算各点的位移值。此外,对初始预应力产生的应力刚化刚度增大和索自重垂度产生的刚度减小进行定性和定量分析。最后,通过一个算例介绍所提方法的计算过程并与有限元计算结果进行比较,验证该方法的正确性和准确性。
选取轴对称肋环型索穹顶结构的1条肋,用等效径向索代替环向索,将其等效为一次超静定平面桁架结构。选取最内撑杆上端点径向力为约束力,推导力法求解约束力的计算公式;提出小变形时各点位移计算的位移传递法和计算公式;在用力法计算出各杆件内力后,就可以通过传递矩阵由外到内计算各点的位移值。此外,对初始预应力产生的应力刚化刚度增大和索自重垂度产生的刚度减小进行定性和定量分析。最后,通过一个算例介绍所提方法的计算过程并与有限元计算结果进行比较,验证该方法的正确性和准确性。
2014, 29(11): 16-19.
doi: 10.13206/j.gjg201411003
摘要:
通过对抽柱单层单跨门式刚架钢结构厂房在不同屋面纵向水平支撑布置情况下地震作用计算结果的对比分析,揭示抽柱榀刚架水平地震作用通过屋面纵向水平支撑向其相邻榀进行传递的现象,并指出这种传递现象对与抽柱榀相邻的左右各两榀刚架影响最大,进而给出存在抽柱榀刚架时合理布置屋面纵向水平支撑的建议。同时通过对抽柱榀刚架二维简化模型和三维空间模型计算结果的对比分析,指出在进行抽柱榀刚架二维计算时,应该考虑由于屋面纵向水平支撑的存在而引起的相邻榀刚架对抽柱榀刚架的"帮扶"作用。
通过对抽柱单层单跨门式刚架钢结构厂房在不同屋面纵向水平支撑布置情况下地震作用计算结果的对比分析,揭示抽柱榀刚架水平地震作用通过屋面纵向水平支撑向其相邻榀进行传递的现象,并指出这种传递现象对与抽柱榀相邻的左右各两榀刚架影响最大,进而给出存在抽柱榀刚架时合理布置屋面纵向水平支撑的建议。同时通过对抽柱榀刚架二维简化模型和三维空间模型计算结果的对比分析,指出在进行抽柱榀刚架二维计算时,应该考虑由于屋面纵向水平支撑的存在而引起的相邻榀刚架对抽柱榀刚架的"帮扶"作用。
2014, 29(11): 20-27.
doi: 10.13206/j.gjg201411004
摘要:
为了探究运用有限元方法分析计算多层钢框架连续倒塌性能的准确性和可靠性,为后续的倒塌分析工作奠定基础,以某2层钢框架-组合楼板体系抗倒塌试验为例,运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型。为准确模拟钢框架结构的结构构件组成、构件间的约束和受力情况、钢框架的初始破坏和倒塌破坏等过程,详细介绍相关的有限元建模技术、参数取值、材料失效准则等,并运用该方法进行有限元模型验证。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟结构的动力响应和构件的破坏模态,从而能够准确地分析计算多层框架的连续倒塌性能。
为了探究运用有限元方法分析计算多层钢框架连续倒塌性能的准确性和可靠性,为后续的倒塌分析工作奠定基础,以某2层钢框架-组合楼板体系抗倒塌试验为例,运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型。为准确模拟钢框架结构的结构构件组成、构件间的约束和受力情况、钢框架的初始破坏和倒塌破坏等过程,详细介绍相关的有限元建模技术、参数取值、材料失效准则等,并运用该方法进行有限元模型验证。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟结构的动力响应和构件的破坏模态,从而能够准确地分析计算多层框架的连续倒塌性能。
2014, 29(11): 28-32.
doi: 10.13206/j.gjg201411005
摘要:
介绍TRITOP测试系统的操作流程、测点布置规则和计算方法。应用TRITOP系统现场测试2根钢桥构件,得到8个外形尺寸指标。对基于这些测试数据不同抽样数量随机样本计算结果和混合样本正态分布图进行分析,并与桥梁工厂采用常规方法测试得到的数据进行对比。研究表明,作为一种新的测试方法,TRITOP系统具有良好的测试精度,其测试软件提供了在计算机上实现对数据的各种特征进行分析的条件,未来开发应用前景广阔。
介绍TRITOP测试系统的操作流程、测点布置规则和计算方法。应用TRITOP系统现场测试2根钢桥构件,得到8个外形尺寸指标。对基于这些测试数据不同抽样数量随机样本计算结果和混合样本正态分布图进行分析,并与桥梁工厂采用常规方法测试得到的数据进行对比。研究表明,作为一种新的测试方法,TRITOP系统具有良好的测试精度,其测试软件提供了在计算机上实现对数据的各种特征进行分析的条件,未来开发应用前景广阔。
2014, 29(11): 33-38.
doi: 10.13206/j.gjg201411006
摘要:
实际工程设计中,经常会遇到建筑底层抽柱形成大空间的建筑功能要求。介绍一个为满足底层抽柱采用钢结构转换桁架的结构设计实例。重点介绍结构体系的合理选择,结构整体设计,钢结构转换桁架的设计与分析,转换桁架特殊节点的设计与有限元分析。结果显示,通过合理巧妙地布置结构构件,可满足建筑功能使用要求,并使结构整体具有良好的工作性能。研究成果对该类结构在工程设计中的应用与推广具有一定指导和借鉴意义。
实际工程设计中,经常会遇到建筑底层抽柱形成大空间的建筑功能要求。介绍一个为满足底层抽柱采用钢结构转换桁架的结构设计实例。重点介绍结构体系的合理选择,结构整体设计,钢结构转换桁架的设计与分析,转换桁架特殊节点的设计与有限元分析。结果显示,通过合理巧妙地布置结构构件,可满足建筑功能使用要求,并使结构整体具有良好的工作性能。研究成果对该类结构在工程设计中的应用与推广具有一定指导和借鉴意义。
2014, 29(11): 39-42.
doi: 10.13206/j.gjg201411007
摘要:
常规门式刚架一般作为典型的平面结构体系进行计算分析和设计,所研究的门式刚架结构形式具有一定的特殊性。垂直于山墙面有较大的拉杆式大雨蓬,对于承受雨篷的刚架柱的设计有较大的影响,原本单向受弯的刚架柱变成了双向受弯的压弯构件。
常规门式刚架一般作为典型的平面结构体系进行计算分析和设计,所研究的门式刚架结构形式具有一定的特殊性。垂直于山墙面有较大的拉杆式大雨蓬,对于承受雨篷的刚架柱的设计有较大的影响,原本单向受弯的刚架柱变成了双向受弯的压弯构件。
2014, 29(11): 43-44.
doi: 10.13206/j.gjg201411008
摘要:
按强度条件确定的等截面H型钢梁最经济截面是客观存在的,利用"应力水平最高"及"刚度要求"的条件重新定义最小高跨比,利用"截面积最小"及"同等耗材刚度最大"的条件推导出经济截面的新算式。该算式包含腹板高厚比限值这一重要参数,可以根据不同可靠度要求设定不同的高厚比限值,进而得到不同的经济截面。
按强度条件确定的等截面H型钢梁最经济截面是客观存在的,利用"应力水平最高"及"刚度要求"的条件重新定义最小高跨比,利用"截面积最小"及"同等耗材刚度最大"的条件推导出经济截面的新算式。该算式包含腹板高厚比限值这一重要参数,可以根据不同可靠度要求设定不同的高厚比限值,进而得到不同的经济截面。
2014, 29(11): 45-49.
doi: 10.13206/j.gjg201411009
摘要:
采用通用有限元分析软件SAP 2000,选取1个500kV双回路直线型钢管输电塔架,通过建立空间桁架模型、空间刚架模型和由杆单元及梁单元组成的混合有限元模型,较全面分析讨论节点构造和节点刚度等因素对塔架动力特性的影响,系统研究不同有限元模型对模态分析结果的影响,指出各种有限元模型在塔架动力特性分析中的特点和适用范围。在模型分析的基础上,对不同覆冰厚度下的钢管塔动力特性进行分析,为进一步研究钢管输电塔在覆冰条件下的地震及脉动风动力分析提供基础。研究表明:塔架整体覆冰对钢管塔架的动力特性影响明显,钢管塔截止频率随覆冰厚度的增加而减小;塔架自振频率的减小幅度随覆冰厚度的增加而逐渐增大,因此在进行覆冰条件下的钢管塔动力分析有限元计算时,应特别重视覆冰对钢管塔架的动力特性影响。
采用通用有限元分析软件SAP 2000,选取1个500kV双回路直线型钢管输电塔架,通过建立空间桁架模型、空间刚架模型和由杆单元及梁单元组成的混合有限元模型,较全面分析讨论节点构造和节点刚度等因素对塔架动力特性的影响,系统研究不同有限元模型对模态分析结果的影响,指出各种有限元模型在塔架动力特性分析中的特点和适用范围。在模型分析的基础上,对不同覆冰厚度下的钢管塔动力特性进行分析,为进一步研究钢管输电塔在覆冰条件下的地震及脉动风动力分析提供基础。研究表明:塔架整体覆冰对钢管塔架的动力特性影响明显,钢管塔截止频率随覆冰厚度的增加而减小;塔架自振频率的减小幅度随覆冰厚度的增加而逐渐增大,因此在进行覆冰条件下的钢管塔动力分析有限元计算时,应特别重视覆冰对钢管塔架的动力特性影响。
2014, 29(11): 50-53.
doi: 10.13206/j.gjg201411010
摘要:
钢梁设计模式有:弹性设计、考虑屈曲后强度设计和组合梁设计。由这3种设计模式出发,着眼于钢结构次梁设计,在相同的荷载和几何条件假设下,比较分析了满足承载能力和正常使用极限状态要求的次梁用钢量,得出组合梁设计为最优设计模式。在钢结构设计中,次梁设计宜优先采取组合梁设计或考虑屈曲后强度设计,腹板局部稳定的控制可采用临界剪切应力法,腹板高厚比不必局限于规范规定的限值80235/fy1/2,在满足结构安全的前提下,应使经济参数最优化。
钢梁设计模式有:弹性设计、考虑屈曲后强度设计和组合梁设计。由这3种设计模式出发,着眼于钢结构次梁设计,在相同的荷载和几何条件假设下,比较分析了满足承载能力和正常使用极限状态要求的次梁用钢量,得出组合梁设计为最优设计模式。在钢结构设计中,次梁设计宜优先采取组合梁设计或考虑屈曲后强度设计,腹板局部稳定的控制可采用临界剪切应力法,腹板高厚比不必局限于规范规定的限值80235/fy1/2,在满足结构安全的前提下,应使经济参数最优化。
2014, 29(11): 54-56.
doi: 10.13206/j.gjg201411011
摘要:
基于建筑功能和结构力学性能,在香格国际广场二期工程中采用了一种新的异型钢板(钢管)剪力墙,由于此构件截面呈现异型,其车间制作难度较大、工艺复杂,经工艺部研究后设计了一套合理的焊接制作工艺,控制构件的焊接变形以及整体拼装时的形状误差,就C形钢管剪力墙构件的制作、安装过程做了详细介绍,可供类似工程参考。
基于建筑功能和结构力学性能,在香格国际广场二期工程中采用了一种新的异型钢板(钢管)剪力墙,由于此构件截面呈现异型,其车间制作难度较大、工艺复杂,经工艺部研究后设计了一套合理的焊接制作工艺,控制构件的焊接变形以及整体拼装时的形状误差,就C形钢管剪力墙构件的制作、安装过程做了详细介绍,可供类似工程参考。
2014, 29(11): 57-60.
doi: 10.13206/j.gjg201411012
摘要:
工程创造性地采用框架-束筒中心支撑钢结构体系,此体系在我国钢结构应用中尚属首次。束筒部分钢柱节点复杂,牛腿较多,平均每根钢柱牛腿约22个,单根钢柱牛腿最多达28个。通过合理安排牛腿装配顺序,严格控制焊接工艺,准确预估焊接收缩量,以及在构件制作过程中对牛腿定位尺寸进行多次严格的校验,从而使构件的终检尺寸满足偏差允许范围,保证了构件的顺利安装。
工程创造性地采用框架-束筒中心支撑钢结构体系,此体系在我国钢结构应用中尚属首次。束筒部分钢柱节点复杂,牛腿较多,平均每根钢柱牛腿约22个,单根钢柱牛腿最多达28个。通过合理安排牛腿装配顺序,严格控制焊接工艺,准确预估焊接收缩量,以及在构件制作过程中对牛腿定位尺寸进行多次严格的校验,从而使构件的终检尺寸满足偏差允许范围,保证了构件的顺利安装。
2014, 29(11): 61-63.
doi: 10.13206/j.gjg201411013
摘要:
双层球罐开孔放样及制作在双层低温球罐制作工艺中是重点、难点。以双层低温不锈钢球罐外球壳开孔制作为例,介绍平面相贯线放样的原理及方法,并通过建立计算机三维实体模型比较,得到快速、准确的检验结果,可为今后类似工程的制作提供参考。
双层球罐开孔放样及制作在双层低温球罐制作工艺中是重点、难点。以双层低温不锈钢球罐外球壳开孔制作为例,介绍平面相贯线放样的原理及方法,并通过建立计算机三维实体模型比较,得到快速、准确的检验结果,可为今后类似工程的制作提供参考。
2014, 29(11): 64-67.
doi: 10.13206/j.gjg201411014
摘要:
以北京某超高层钢-混凝土结构工程为实例,详细介绍对其进行的施工监测:包括竖向位移、构件内力,及其测点布设方案,试验装置的选择、安装与测量等,并对实测数据进行整理和分析。
以北京某超高层钢-混凝土结构工程为实例,详细介绍对其进行的施工监测:包括竖向位移、构件内力,及其测点布设方案,试验装置的选择、安装与测量等,并对实测数据进行整理和分析。
2014, 29(11): 68-70.
doi: 10.13206/j.gjg201411015
摘要:
某大跨空间桁架结构,因受现场施工条件的制约,大型起吊设备无法进入施工现场进行安装作业。通过分析论证,采用地面整体水平原位拼装、4台汽车吊同步提升的方式完成工程施工。该方案可供类似工程参考。
某大跨空间桁架结构,因受现场施工条件的制约,大型起吊设备无法进入施工现场进行安装作业。通过分析论证,采用地面整体水平原位拼装、4台汽车吊同步提升的方式完成工程施工。该方案可供类似工程参考。
2014, 29(11): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg201411016
摘要:
结合工程实例,根据椭球体钢连廊与双塔楼之间的连接关系,确定整体提升方案。对方案中的施工阶段模拟分析、整体提升施工阶段设计、试提升、施工测量及过程监测、合龙对接等关键技术进行研究。施工结果表明:模拟分析与实际接近,施工阶段设计实用,安全储备充分,测量及监测作用重大,合龙对接精度高。
结合工程实例,根据椭球体钢连廊与双塔楼之间的连接关系,确定整体提升方案。对方案中的施工阶段模拟分析、整体提升施工阶段设计、试提升、施工测量及过程监测、合龙对接等关键技术进行研究。施工结果表明:模拟分析与实际接近,施工阶段设计实用,安全储备充分,测量及监测作用重大,合龙对接精度高。
2014, 29(11): 75-78.
doi: 10.13206/j.gjg201411017
摘要:
通过具体工程实例分析了超高大跨钢结构厂房的关键安装技术,包括超高格构式钢柱和超长实腹钢梁的施工关键工况强度、变形验算以及吊装质量控制措施;单榀刚架整体稳定的保障措施等。解决了此类厂房的安装技术难题,在缩短工期、减少成本、保证安装质量等方面均达到预定目标,综合效益显著,可为同类工程施工提供参考依据。
通过具体工程实例分析了超高大跨钢结构厂房的关键安装技术,包括超高格构式钢柱和超长实腹钢梁的施工关键工况强度、变形验算以及吊装质量控制措施;单榀刚架整体稳定的保障措施等。解决了此类厂房的安装技术难题,在缩短工期、减少成本、保证安装质量等方面均达到预定目标,综合效益显著,可为同类工程施工提供参考依据。
2014, 29(11): 79-82.
doi: 10.13206/j.gjg201411018
摘要:
钢结构工程因其具有强度高、施工速度快,抗震性能好、跨度大、利用空间大等特点被广泛应用于企业办公、厂房及大跨度的建筑上。结合CAP1400核电施工现场办公建筑工程钢结构吊、安装施工方法,从三个方面阐述了钢结构的特点、技术要点和施工安全控制措施,以期为类似工程提供参考。
钢结构工程因其具有强度高、施工速度快,抗震性能好、跨度大、利用空间大等特点被广泛应用于企业办公、厂房及大跨度的建筑上。结合CAP1400核电施工现场办公建筑工程钢结构吊、安装施工方法,从三个方面阐述了钢结构的特点、技术要点和施工安全控制措施,以期为类似工程提供参考。
