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2015年 第30卷 第10期
2015, 30(10): 1-3.
doi: 10.13206/j.gjg.201510001
摘要
摘要:
钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点有着优越的性能,研究其M-θr(弯矩-转角)曲线有着十分重要的意义。首先用现有的三参数幂函数和EC 3规范推荐的M-θr模型对钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点进行模拟,并用有限元软件对20组剪力墙与钢梁连接新型节点新型混合节点进行数值模拟分析,发现现有的M-θr模型不再适用于钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点。
钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点有着优越的性能,研究其M-θr(弯矩-转角)曲线有着十分重要的意义。首先用现有的三参数幂函数和EC 3规范推荐的M-θr模型对钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点进行模拟,并用有限元软件对20组剪力墙与钢梁连接新型节点新型混合节点进行数值模拟分析,发现现有的M-θr模型不再适用于钢与混凝土混合结构中剪力墙与钢梁连接新型节点。
2015, 30(10): 4-8.
doi: 10.13206/j.gjg.201510002
摘要:
以尼日利亚OBJ水泥厂石灰石储料库双筒壳结构为研究对象,运用Fluent流体力学计算软件,基于Reynolds时均Navier-Stokes方程(N-S方程)和标准的湍流模型(κ-ε模型)对双筒壳结构的表面风压进行数值模拟,采用有限体积法对微分方程进行离散,并通过SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解。结合数值模拟结果,探讨结构周围流场的绕流特性并给出双筒壳结构表面的风压分布。根据结构形式及风压分布特点,结合欧洲规范给出的结构表面风压的分区形式,将双筒壳结构表面分成了14个区域,侧面分成了6个区域,并给出了各个分区的风压系数以供同类工程设计时参考。
以尼日利亚OBJ水泥厂石灰石储料库双筒壳结构为研究对象,运用Fluent流体力学计算软件,基于Reynolds时均Navier-Stokes方程(N-S方程)和标准的湍流模型(κ-ε模型)对双筒壳结构的表面风压进行数值模拟,采用有限体积法对微分方程进行离散,并通过SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解。结合数值模拟结果,探讨结构周围流场的绕流特性并给出双筒壳结构表面的风压分布。根据结构形式及风压分布特点,结合欧洲规范给出的结构表面风压的分区形式,将双筒壳结构表面分成了14个区域,侧面分成了6个区域,并给出了各个分区的风压系数以供同类工程设计时参考。
2015, 30(10): 9-17.
doi: 10.13206/j.gjg.201510003
摘要:
采用开口薄壁构件理论,根据上翼缘侧移受约束的简支檩条在风吸力作用下发生弯扭屈曲的总势能,应用Ritz法得到了无支撑冷弯C形和Z形檩条在线性弯矩下和两跨连续檩条均布荷载下的临界荷载计算式,并与采用了刚周边假定的ANSYS板壳元的分析结果进行了校正。最后与采用ANSYS板壳单元建模的、放弃了截面刚周边假定的分析结果进行对比,对临界荷载计算式进行修正,提出了与ANSYS分析结果符合很好的计算式。
采用开口薄壁构件理论,根据上翼缘侧移受约束的简支檩条在风吸力作用下发生弯扭屈曲的总势能,应用Ritz法得到了无支撑冷弯C形和Z形檩条在线性弯矩下和两跨连续檩条均布荷载下的临界荷载计算式,并与采用了刚周边假定的ANSYS板壳元的分析结果进行了校正。最后与采用ANSYS板壳单元建模的、放弃了截面刚周边假定的分析结果进行对比,对临界荷载计算式进行修正,提出了与ANSYS分析结果符合很好的计算式。
2015, 30(10): 18-22.
doi: 10.13206/j.gjg.201510004
摘要:
针对圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱的力学性能,基于纤维模型法,钢管材料的本构关系依次选用5阶段模型、理想弹塑性模型两种,混凝土材料的本构关系依次选用韩林海模型、刘威模型两种,共4种不同的本构关系模型组合;对单调加载过程中圆中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行计算,与试验结果进行对比分析。结果表明:计算出的荷载-变形关系曲线与试验曲线吻合良好;对钢管本构关系,采用5阶段模型、理想弹塑性模型分别进行纤维模型法计算,二者计算结果基本一致;对混凝土本构关系,采用韩林海模型、刘威模型分别进行纤维模型法计算,前者计算结果吻合更好。
针对圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱的力学性能,基于纤维模型法,钢管材料的本构关系依次选用5阶段模型、理想弹塑性模型两种,混凝土材料的本构关系依次选用韩林海模型、刘威模型两种,共4种不同的本构关系模型组合;对单调加载过程中圆中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行计算,与试验结果进行对比分析。结果表明:计算出的荷载-变形关系曲线与试验曲线吻合良好;对钢管本构关系,采用5阶段模型、理想弹塑性模型分别进行纤维模型法计算,二者计算结果基本一致;对混凝土本构关系,采用韩林海模型、刘威模型分别进行纤维模型法计算,前者计算结果吻合更好。
2015, 30(10): 23-27.
doi: 10.13206/j.gjg.201510005
摘要:
针对我国现阶段多高层钢结构住宅主要采用的几种楼盖体系进行介绍,重点阐述多种组合楼盖体系的结构构造和承载性能,分析各种组合楼盖体系的各自主要优缺点和应用特点,为多高层钢结构住宅楼盖结构形式的选择提供借鉴和建议。
针对我国现阶段多高层钢结构住宅主要采用的几种楼盖体系进行介绍,重点阐述多种组合楼盖体系的结构构造和承载性能,分析各种组合楼盖体系的各自主要优缺点和应用特点,为多高层钢结构住宅楼盖结构形式的选择提供借鉴和建议。
2015, 30(10): 28-30.
doi: 10.13206/j.gjg.201510006
摘要:
用有限元方法对两种布索方案的钢网架进行静力分析与对比。采用有限元软件MIDAS/Gen对两种布索方案网架进行支座反力、变形、节点位移、应力比的对比与分析,得出了两种结构的各项对比数据,从而说明了大跨度周边三角锥简支承井字形布索预应力钢网架具有诸多优点。
用有限元方法对两种布索方案的钢网架进行静力分析与对比。采用有限元软件MIDAS/Gen对两种布索方案网架进行支座反力、变形、节点位移、应力比的对比与分析,得出了两种结构的各项对比数据,从而说明了大跨度周边三角锥简支承井字形布索预应力钢网架具有诸多优点。
2015, 30(10): 31-33.
doi: 10.13206/j.gjg.201510007
摘要:
网壳结构受力合理、造型美观、安装方便,在建筑工程中得到广泛的应用。初始尺寸缺陷对网壳结构的稳定性有着显著的影响。对网壳结构的发展做了简要介绍,并基于ANSYS软件以海南省海口市工业会展中心单层网壳结构为例,对尺寸缺陷与稳定性之间的关系进行了分析。
网壳结构受力合理、造型美观、安装方便,在建筑工程中得到广泛的应用。初始尺寸缺陷对网壳结构的稳定性有着显著的影响。对网壳结构的发展做了简要介绍,并基于ANSYS软件以海南省海口市工业会展中心单层网壳结构为例,对尺寸缺陷与稳定性之间的关系进行了分析。
2015, 30(10): 34-37.
doi: 10.13206/j.gjg.201510008
摘要:
钢结构深化设计是项目施工的源头,对项目的成功实施至关重要。以某大型主题乐园项目多单体钢结构为例,针对各单体结构特点,介绍了深化设计过程中的截面优化设计、复杂构件建模、构件涂装体系分类以及构件模拟预拼装技术等。通过精心设计,为项目顺利施工及施工质量提供了充分保障。
钢结构深化设计是项目施工的源头,对项目的成功实施至关重要。以某大型主题乐园项目多单体钢结构为例,针对各单体结构特点,介绍了深化设计过程中的截面优化设计、复杂构件建模、构件涂装体系分类以及构件模拟预拼装技术等。通过精心设计,为项目顺利施工及施工质量提供了充分保障。
2015, 30(10): 38-43.
doi: 10.13206/j.gjg.201510009
摘要:
针对竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱的力学性能进行了非线性数值模拟。通过建立三维有限元模型,模拟了四肢钢管混凝土格构柱的破坏形态,并根据该模型讨论了核心混凝土强度等级、钢材等级与钢管的壁厚、长径比等参数对构件受力性能的影响。模拟结果与试验数据吻合较好,可为工程设计提供参考依据。
针对竖向均布荷载作用下四肢钢管混凝土格构柱的力学性能进行了非线性数值模拟。通过建立三维有限元模型,模拟了四肢钢管混凝土格构柱的破坏形态,并根据该模型讨论了核心混凝土强度等级、钢材等级与钢管的壁厚、长径比等参数对构件受力性能的影响。模拟结果与试验数据吻合较好,可为工程设计提供参考依据。
2015, 30(10): 44-46.
doi: 10.13206/j.gjg.201510010
摘要:
结合某轻钢结构厂房工程实例,在前期规划阶段对本工程的结构设计进行了方案分析,以选择合理的结构体系;总结了多种可能影响用钢量的因素,并根据结构受力特点,有针对性地采取各种优化措施来节约用钢量,并提出了该门式刚架结构设计的一些注意事项。
结合某轻钢结构厂房工程实例,在前期规划阶段对本工程的结构设计进行了方案分析,以选择合理的结构体系;总结了多种可能影响用钢量的因素,并根据结构受力特点,有针对性地采取各种优化措施来节约用钢量,并提出了该门式刚架结构设计的一些注意事项。
2015, 30(10): 47-49.
doi: 10.13206/j.gjg.201510011
摘要:
平凉天元煤电化有限公司五举矿井及选煤厂浴室灯房与食堂的连廊,因建筑外形要求美观,采用钢桁架结构形式。从结构设计、节点布置等方面对其进行了介绍。通过平面模型与空间模型的对比分析,并对其结果进行比较分析,总结了其设计方法。
平凉天元煤电化有限公司五举矿井及选煤厂浴室灯房与食堂的连廊,因建筑外形要求美观,采用钢桁架结构形式。从结构设计、节点布置等方面对其进行了介绍。通过平面模型与空间模型的对比分析,并对其结果进行比较分析,总结了其设计方法。
2015, 30(10): 50-53.
doi: 10.13206/j.gjg.201510012
摘要:
工业厂房中有桥式吊车时,其设计分析及案例在各种手册中已经很多,但对于带悬臂吊车的厂房结构分析及设计在手册中很少提及,因此,当设计此类厂房时,由于没有很清晰的结构概念和力学分析,往往会设计不合理,使得吊车运行受限或直接影响结构安全。从悬臂吊车力学分析入手,对比几种设计方案及经济性,给出了建议设计方案及力学模型。
工业厂房中有桥式吊车时,其设计分析及案例在各种手册中已经很多,但对于带悬臂吊车的厂房结构分析及设计在手册中很少提及,因此,当设计此类厂房时,由于没有很清晰的结构概念和力学分析,往往会设计不合理,使得吊车运行受限或直接影响结构安全。从悬臂吊车力学分析入手,对比几种设计方案及经济性,给出了建议设计方案及力学模型。
2015, 30(10): 54-56.
doi: 10.13206/j.gjg.201510013
摘要:
钢柱与基础连接方式,以往有的工程沿钢柱外圈从基础伸出插筋,要求钢柱安装后将其弯折,与钢柱焊接,外包低强度等级混凝土,实际受力条件较差,现尚有应用;近年有些钢柱下部加设栓钉,基础沿钢柱周圈也伸出插筋,外设箍筋,灌注高强度等级混凝土后成一整体,利用栓钉及后浇混凝土与插筋的锚固传力至基础,也存在钢柱安装、找正不便,受力不直接等缺点,宜改进。
钢柱与基础连接方式,以往有的工程沿钢柱外圈从基础伸出插筋,要求钢柱安装后将其弯折,与钢柱焊接,外包低强度等级混凝土,实际受力条件较差,现尚有应用;近年有些钢柱下部加设栓钉,基础沿钢柱周圈也伸出插筋,外设箍筋,灌注高强度等级混凝土后成一整体,利用栓钉及后浇混凝土与插筋的锚固传力至基础,也存在钢柱安装、找正不便,受力不直接等缺点,宜改进。
2015, 30(10): 57-60.
doi: 10.13206/j.gjg.201510014
摘要:
介绍GB 50017—2003《钢结构设计规范》和BS EN 1993-1-8∶2005《Eurocode 3:Design of Steel Structures》中关于支管只承受轴力作用下X形、T形(或Y形)和K形3种平面圆管相贯节点以及TT形、KK形两种空间圆管相贯节点承载力计算公式。算例表明:GB 50017—2003中支管受拉时节点承载力大于支管受压时节点承载力,BS EN 1993-1-8∶2005中弦杆表面发生冲切破坏计算所得的节点承载力远大于弦杆表面发生塑性破坏计算所得的节点承载力,且按BS EN 1993-1-8∶2005计算的节点承载力介于按GB 50017—2003支管受拉时的节点承载力和支管受压时的节点承载力之间。
介绍GB 50017—2003《钢结构设计规范》和BS EN 1993-1-8∶2005《Eurocode 3:Design of Steel Structures》中关于支管只承受轴力作用下X形、T形(或Y形)和K形3种平面圆管相贯节点以及TT形、KK形两种空间圆管相贯节点承载力计算公式。算例表明:GB 50017—2003中支管受拉时节点承载力大于支管受压时节点承载力,BS EN 1993-1-8∶2005中弦杆表面发生冲切破坏计算所得的节点承载力远大于弦杆表面发生塑性破坏计算所得的节点承载力,且按BS EN 1993-1-8∶2005计算的节点承载力介于按GB 50017—2003支管受拉时的节点承载力和支管受压时的节点承载力之间。
2015, 30(10): 61-67.
doi: 10.13206/j.gjg.201510015
摘要:
钢桥发展已有百余年历史,特大型箱形拱桥在21世纪初才真正发展起来,上海卢浦大桥是世界首座特大型箱型拱桥,国内外组合型空间扭曲钢箱拱桥可供参考实例较少,对杭州九堡大桥制作为例对组合型空间扭曲钢箱拱桥制作技术进行介绍,包括技术难点、结构仿真、胎架制作、预拱度调节、现场吊装等。
钢桥发展已有百余年历史,特大型箱形拱桥在21世纪初才真正发展起来,上海卢浦大桥是世界首座特大型箱型拱桥,国内外组合型空间扭曲钢箱拱桥可供参考实例较少,对杭州九堡大桥制作为例对组合型空间扭曲钢箱拱桥制作技术进行介绍,包括技术难点、结构仿真、胎架制作、预拱度调节、现场吊装等。
2015, 30(10): 68-73.
doi: 10.13206/j.gjg.201510016
摘要:
钢沉井先由单元件组焊成块体,再由块体组焊成首节段,最后通过块体逐层接高组合形成大节段。钢沉井制作需重点控制结构外形尺寸、纵横及水平基准线、壁板和隔舱板焊缝密闭性。制作完成的钢沉井大节段转运至大型运输船,经水上运输至相应桥址墩位,通过大型浮吊吊装就位,并对上、下大节段整体焊接接高,形成大节段。在制作过程中严格控制质量,取得较好效果,可供同类工程借鉴。
钢沉井先由单元件组焊成块体,再由块体组焊成首节段,最后通过块体逐层接高组合形成大节段。钢沉井制作需重点控制结构外形尺寸、纵横及水平基准线、壁板和隔舱板焊缝密闭性。制作完成的钢沉井大节段转运至大型运输船,经水上运输至相应桥址墩位,通过大型浮吊吊装就位,并对上、下大节段整体焊接接高,形成大节段。在制作过程中严格控制质量,取得较好效果,可供同类工程借鉴。
2015, 30(10): 74-78.
doi: 10.13206/j.gjg.201510017
摘要:
通过对沈阳市府恒隆广场350m高塔楼顶部的皇冠钢结构施工过程进行模拟分析,简要介绍了复杂钢结构施工过程模拟分析的方法、步骤、施工阶段划分的原则、条件假定、临时支撑的反力分析、加固结构的承载力分析以及后装缺口的变形控制等,通过施工阶段模拟分析的方法,来确定施工方案、优化施工顺序,确保施工方案的可行性、科学性,同时避免盲目施工所带来的结构安全和质量隐患。
通过对沈阳市府恒隆广场350m高塔楼顶部的皇冠钢结构施工过程进行模拟分析,简要介绍了复杂钢结构施工过程模拟分析的方法、步骤、施工阶段划分的原则、条件假定、临时支撑的反力分析、加固结构的承载力分析以及后装缺口的变形控制等,通过施工阶段模拟分析的方法,来确定施工方案、优化施工顺序,确保施工方案的可行性、科学性,同时避免盲目施工所带来的结构安全和质量隐患。
2015, 30(10): 79-82.
doi: 10.13206/j.gjg.201510018
摘要:
针对国内关于建筑外露钢结构施工技术领域研究资料的匮乏,通过工程实践,并结合国内相关施工质量标准与规范要求,对建筑外露钢结构施工进行总结。通过加工制作与安装过程中的不断改进,形成了一系列控制和提高建筑外露钢结构整体表观质量的做法,包括材料选择、焊缝优化、焊缝打磨、安装及保护等,该类做法有效保证了外方创意团队的一次验收通过率,对建筑外露钢结构的整体观感提供了可靠保证。同时,旨在供其他类似建筑外露钢结构的施工借鉴,以满足建筑外露钢结构的普遍需求。
针对国内关于建筑外露钢结构施工技术领域研究资料的匮乏,通过工程实践,并结合国内相关施工质量标准与规范要求,对建筑外露钢结构施工进行总结。通过加工制作与安装过程中的不断改进,形成了一系列控制和提高建筑外露钢结构整体表观质量的做法,包括材料选择、焊缝优化、焊缝打磨、安装及保护等,该类做法有效保证了外方创意团队的一次验收通过率,对建筑外露钢结构的整体观感提供了可靠保证。同时,旨在供其他类似建筑外露钢结构的施工借鉴,以满足建筑外露钢结构的普遍需求。
2015, 30(10): 83-87.
doi: 10.13206/j.gjg.201510019
摘要:
介绍沈阳恒隆项目屋顶复杂皇冠铸钢节点的概况及应用情况,对其进行有限元分析,了解其在设计荷载作用下的工作状态及应力应变变化过程,并对其高空吊装及定位过程进行详细说明。铸钢节点处于350m高空复杂异型空间网架之上,其高空吊装、定位、校正过程异常复杂,通过采用特制的支撑与测量措施,并采用合理的吊装工艺,解决了高空高精度对接难题,效果良好,满足使用要求。
介绍沈阳恒隆项目屋顶复杂皇冠铸钢节点的概况及应用情况,对其进行有限元分析,了解其在设计荷载作用下的工作状态及应力应变变化过程,并对其高空吊装及定位过程进行详细说明。铸钢节点处于350m高空复杂异型空间网架之上,其高空吊装、定位、校正过程异常复杂,通过采用特制的支撑与测量措施,并采用合理的吊装工艺,解决了高空高精度对接难题,效果良好,满足使用要求。
2015, 30(10): 88-93.
doi: 10.13206/j.gjg.201510020
摘要:
某会展展馆屋盖结构为拉索-拱梁结构体系,支座为成品固定球铰支座,拱梁为日字形截面,跨度为63 m,结构形式新颖,拉索-拱梁安装时结构变形控制要求高。结合工程实际情况,拟采用"液压累积滑移"施工技术,同时采用有限元软件进行施工模拟分析,拱梁两端水平位移较小,确保了滑移施工过程拱脚侧向变形可控。
某会展展馆屋盖结构为拉索-拱梁结构体系,支座为成品固定球铰支座,拱梁为日字形截面,跨度为63 m,结构形式新颖,拉索-拱梁安装时结构变形控制要求高。结合工程实际情况,拟采用"液压累积滑移"施工技术,同时采用有限元软件进行施工模拟分析,拱梁两端水平位移较小,确保了滑移施工过程拱脚侧向变形可控。
2015, 30(10): 94-97.
doi: 10.13206/j.gjg.201510021
摘要:
针对超大型结构钢结构底板大体量灌浆技术进行研究。首先分析大体量灌浆施工的重难点,并提出大体量灌浆施工的技术要点。在此基础上,结合北京某超大型钢结构底板二次灌浆施工,总结大体量二次灌浆的施工流程。提出的施工流程具有较好的应用效果,可为同类工程的底板灌浆施工过程提供参考。
针对超大型结构钢结构底板大体量灌浆技术进行研究。首先分析大体量灌浆施工的重难点,并提出大体量灌浆施工的技术要点。在此基础上,结合北京某超大型钢结构底板二次灌浆施工,总结大体量二次灌浆的施工流程。提出的施工流程具有较好的应用效果,可为同类工程的底板灌浆施工过程提供参考。
2015, 30(10): 98-102.
doi: 10.13206/j.gjg.201510022
摘要:
以某钢箱梁顶推为工程依托,针对顶推过程中由于临时支架、钢箱梁本身线型误差、以及钢箱梁在吊装、焊接过程中的施工误差,导致箱梁与滑板之间的面接触变为点接触,甚至出现脱空的现象,致使支反力重分布,进而导致局部屈曲。采用三维精细有限元板壳模型模拟钢箱梁顶推施工过程,建立精细局部模型对支点处局部屈曲状态进行仿真分析,并建议在通过滑道的底板上增加平行及垂直于腹板的加劲肋。该建议被采纳实施后,取得了良好的施工效果,可供同类工程项目借鉴。
以某钢箱梁顶推为工程依托,针对顶推过程中由于临时支架、钢箱梁本身线型误差、以及钢箱梁在吊装、焊接过程中的施工误差,导致箱梁与滑板之间的面接触变为点接触,甚至出现脱空的现象,致使支反力重分布,进而导致局部屈曲。采用三维精细有限元板壳模型模拟钢箱梁顶推施工过程,建立精细局部模型对支点处局部屈曲状态进行仿真分析,并建议在通过滑道的底板上增加平行及垂直于腹板的加劲肋。该建议被采纳实施后,取得了良好的施工效果,可供同类工程项目借鉴。
