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2016年 第31卷 第4期
2016, 31(4): 1-6.
doi: 10.13206/j.gjg.201604001
摘要
摘要:
薄钢板剪力墙开洞后,拉力场不再沿水平边缘构件全长分布,作为水平边缘构件的框架梁,其受力不同于普通纯框架梁和未开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件。分析了单侧开洞薄钢板剪力墙的受力特征,在未开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件剪力计算方法的基础上,提出了单侧开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件的剪力计算方法。水平边缘构件的剪力计算式与有限元计算结果吻合较好,验证了算式的有效性。
薄钢板剪力墙开洞后,拉力场不再沿水平边缘构件全长分布,作为水平边缘构件的框架梁,其受力不同于普通纯框架梁和未开洞薄钢板剪力墙的水平边缘构件。分析了单侧开洞薄钢板剪力墙的受力特征,在未开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件剪力计算方法的基础上,提出了单侧开洞薄钢板剪力墙水平边缘构件的剪力计算方法。水平边缘构件的剪力计算式与有限元计算结果吻合较好,验证了算式的有效性。
2016, 31(4): 7-10.
doi: 10.13206/j.gjg.201604002
摘要:
制作了3个T型钢结构节点试件,在实验室通过拟静力试验,对这3个试件进行了低周反复加载,根据其受力及破坏形态分析了此类节点在地震作用下的承载能力、受力机理、强度与刚度退化特征及耗能能力,同时通过人为在腹板处制造裂缝,研究其受力特征及对节点损伤性能的影响。试验结果显示:应力集中主要出现在连接柱翼缘角焊缝和梁腹板的两个焊接端,该处为钢结构试件焊接过程中熄弧或起弧的位置,也是容易出现焊接缺陷和脆性断裂的危险部位。通过T型钢结构节点的试验研究,对钢结构节点的抗震性能、破坏特征、探伤及识别进行了有益的探索,同时得到了一些试验数据,可为钢结构施工过程中对节点进行优化和改进提供理论依据。
制作了3个T型钢结构节点试件,在实验室通过拟静力试验,对这3个试件进行了低周反复加载,根据其受力及破坏形态分析了此类节点在地震作用下的承载能力、受力机理、强度与刚度退化特征及耗能能力,同时通过人为在腹板处制造裂缝,研究其受力特征及对节点损伤性能的影响。试验结果显示:应力集中主要出现在连接柱翼缘角焊缝和梁腹板的两个焊接端,该处为钢结构试件焊接过程中熄弧或起弧的位置,也是容易出现焊接缺陷和脆性断裂的危险部位。通过T型钢结构节点的试验研究,对钢结构节点的抗震性能、破坏特征、探伤及识别进行了有益的探索,同时得到了一些试验数据,可为钢结构施工过程中对节点进行优化和改进提供理论依据。
2016, 31(4): 11-13.
doi: 10.13206/j.gjg.201604003
摘要:
通过有限元软件ABAQUS分析腹板单角钢的连接性能,主要分析连接的初始刚度和变形能力,并提出腹板单角钢半刚性连接的初始刚度和变形能力的计算式。将计算式与试验结果进行比较,二者吻合较好,验证了提出的腹板单角钢的半刚性连接计算式的有效性。
通过有限元软件ABAQUS分析腹板单角钢的连接性能,主要分析连接的初始刚度和变形能力,并提出腹板单角钢半刚性连接的初始刚度和变形能力的计算式。将计算式与试验结果进行比较,二者吻合较好,验证了提出的腹板单角钢的半刚性连接计算式的有效性。
2016, 31(4): 14-16.
doi: 10.13206/j.gjg.201604004
摘要:
波纹腹板H型钢梁与普通H型钢梁相比具有更好的受力性能,工程应用日益广泛。针对12根超出中国规程计算范畴的受局部面荷载作用的波纹腹板型钢试件,运用ANSYS有限元软件进行非线性分析,得到试件承载力的数值计算结果,并与试验值进行比较分析,结果表明:计算值与试验值二者吻合较好。
波纹腹板H型钢梁与普通H型钢梁相比具有更好的受力性能,工程应用日益广泛。针对12根超出中国规程计算范畴的受局部面荷载作用的波纹腹板型钢试件,运用ANSYS有限元软件进行非线性分析,得到试件承载力的数值计算结果,并与试验值进行比较分析,结果表明:计算值与试验值二者吻合较好。
2016, 31(4): 17-20.
doi: 10.13206/j.gjg.201604005
摘要:
矩形桁架节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲与撕裂,采用槽钢对方钢管K型间隙相贯节点进行加强。采用ABAQUS有限元软件建立了21个有限元模型,对比了加槽钢与未加槽钢模型的计算结果,同时考察了支、主管宽度比,槽钢加强厚度与主管的厚度比,槽钢外延长度对节点承载能力的影响。有限元数值分析结果表明:选择适当尺寸的槽钢加强能够有效地控制主管区域内主管表面塑性失效以及主管侧面的压坏和局部屈曲的发生,同时增强节点的刚度与承载力。
矩形桁架节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲与撕裂,采用槽钢对方钢管K型间隙相贯节点进行加强。采用ABAQUS有限元软件建立了21个有限元模型,对比了加槽钢与未加槽钢模型的计算结果,同时考察了支、主管宽度比,槽钢加强厚度与主管的厚度比,槽钢外延长度对节点承载能力的影响。有限元数值分析结果表明:选择适当尺寸的槽钢加强能够有效地控制主管区域内主管表面塑性失效以及主管侧面的压坏和局部屈曲的发生,同时增强节点的刚度与承载力。
2016, 31(4): 21-25.
doi: 10.13206/j.gjg.201604006
摘要:
基于PSO优化算法对圆孔蜂窝梁进行了快速的截面优化设计,并通过两个经典算例对PSO优化设计程序的寻优能力和收敛能力进行系统的评估,评估表明该算法收敛性能良好。将得到的PSO优化结果与PKPM软件的设计结果进行对比分析,并对PSO优化结果进行ABAQUS建模力学性能分析。研究结果表明:对圆孔蜂窝梁的优化设计而言,PSO优化设计程序在迭代60次后即可收敛得到最优结果;ABAQUS建模分析表明PSO优化结果的力学性能良好;PSO优化结果与PKPM设计结果相比更加经济、合理。因此,建议在工程设计中使用PSO优化算法对圆孔蜂窝梁进行截面优化设计。
基于PSO优化算法对圆孔蜂窝梁进行了快速的截面优化设计,并通过两个经典算例对PSO优化设计程序的寻优能力和收敛能力进行系统的评估,评估表明该算法收敛性能良好。将得到的PSO优化结果与PKPM软件的设计结果进行对比分析,并对PSO优化结果进行ABAQUS建模力学性能分析。研究结果表明:对圆孔蜂窝梁的优化设计而言,PSO优化设计程序在迭代60次后即可收敛得到最优结果;ABAQUS建模分析表明PSO优化结果的力学性能良好;PSO优化结果与PKPM设计结果相比更加经济、合理。因此,建议在工程设计中使用PSO优化算法对圆孔蜂窝梁进行截面优化设计。
2016, 31(4): 26-28.
doi: 10.13206/j.gjg.201604007
摘要:
因为现行GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》提供的自振周期经验公式的计算结果与实际计算结果有些差异,导致结构安全性可能存在隐患,通过介绍几种基于结构力学基本原理求解钢结构单管通信塔基本自振周期的方法,并与SAP 2000软件计算的结果进行比较分析,得出可用于指导实际设计的结构基本自振周期的估算公式,该结果与SAP 2000分析软件的计算结果吻合较好。
因为现行GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》提供的自振周期经验公式的计算结果与实际计算结果有些差异,导致结构安全性可能存在隐患,通过介绍几种基于结构力学基本原理求解钢结构单管通信塔基本自振周期的方法,并与SAP 2000软件计算的结果进行比较分析,得出可用于指导实际设计的结构基本自振周期的估算公式,该结果与SAP 2000分析软件的计算结果吻合较好。
2016, 31(4): 29-31.
doi: 10.13206/j.gjg.201604008
摘要:
澳门路氹连贯公路圆形地行人天桥工程主体为环形钢箱梁,桥段全长391 m,圆环半径为62 m,桥身跨度大且具有一定的曲率,受力复杂。采用单梁法和板梁组合法建立了有限元分析模型,分别对该环形钢箱梁桥进行了静力分析和模态分析,对比了两种模型的计算结果并总结相关的规律,可为同类型的桥梁计算分析参考。
澳门路氹连贯公路圆形地行人天桥工程主体为环形钢箱梁,桥段全长391 m,圆环半径为62 m,桥身跨度大且具有一定的曲率,受力复杂。采用单梁法和板梁组合法建立了有限元分析模型,分别对该环形钢箱梁桥进行了静力分析和模态分析,对比了两种模型的计算结果并总结相关的规律,可为同类型的桥梁计算分析参考。
2016, 31(4): 32-34.
doi: 10.13206/j.gjg.201604009
摘要:
采用SAP 2000软件对沈阳奥体中心游泳馆结构进行抗震计算分析。分析选用单钢结构、单混凝土结构、整体结构3种计算模型,采用振型分解反应谱、弹性时程分析、弹塑性时程分析3种计算方法进行分析,结果表明:单钢结构模型不考虑下部混凝土对钢结构地震作用的放大,偏于不安全;单混凝土模型不考虑钢结构带来的整体结构周期变长的有利影响,偏于保守;在罕遇地震作用下,结构满足相关规范的抗震设防目标。
采用SAP 2000软件对沈阳奥体中心游泳馆结构进行抗震计算分析。分析选用单钢结构、单混凝土结构、整体结构3种计算模型,采用振型分解反应谱、弹性时程分析、弹塑性时程分析3种计算方法进行分析,结果表明:单钢结构模型不考虑下部混凝土对钢结构地震作用的放大,偏于不安全;单混凝土模型不考虑钢结构带来的整体结构周期变长的有利影响,偏于保守;在罕遇地震作用下,结构满足相关规范的抗震设防目标。
2016, 31(4): 35-38.
doi: 10.13206/j.gjg.201604010
摘要:
以浙江科技学院学生活动中心钢屋盖为背景,研究复杂双层折板网壳的动力性能。对结构进行模态、稳定性和抗震性能分析。结果表明:该结构形式具有良好的受力性能、刚度和经济指标。在考虑双重非线性分析杆系结构时,应引入杆件失稳的本构关系。复杂折板网壳具有较好的抗震性能,但对地震波频率成分主要以低频为主时尤为敏感,因此需要足够的持时以保证计算结果的准确性。
以浙江科技学院学生活动中心钢屋盖为背景,研究复杂双层折板网壳的动力性能。对结构进行模态、稳定性和抗震性能分析。结果表明:该结构形式具有良好的受力性能、刚度和经济指标。在考虑双重非线性分析杆系结构时,应引入杆件失稳的本构关系。复杂折板网壳具有较好的抗震性能,但对地震波频率成分主要以低频为主时尤为敏感,因此需要足够的持时以保证计算结果的准确性。
2016, 31(4): 39-42.
doi: 10.13206/j.gjg.201604011
摘要:
某车站站台雨篷钢结构具有体型及跨度较大、构造复杂,结构分析难度大,存在温度变形和温度应力且结构安全性要求较高等特点。采用有限元软件ANSYS对结构进行模拟分析,模拟了大跨度钢结构雨篷的受力状况和变形,计算了主要构件和节点的稳定性,验算了结构的安全性。通过模拟分析得出结论:该大跨度钢结构雨篷受力合理,结构安全。
某车站站台雨篷钢结构具有体型及跨度较大、构造复杂,结构分析难度大,存在温度变形和温度应力且结构安全性要求较高等特点。采用有限元软件ANSYS对结构进行模拟分析,模拟了大跨度钢结构雨篷的受力状况和变形,计算了主要构件和节点的稳定性,验算了结构的安全性。通过模拟分析得出结论:该大跨度钢结构雨篷受力合理,结构安全。
2016, 31(4): 43-46.
doi: 10.13206/j.gjg.201604012
摘要:
针对实际工程中的螺旋钢结构楼梯,采用ANSYS进行了简化及整体建模分析,发现螺旋钢结构楼梯的弧梁受力与普通的简化假定有所不同,建议螺旋钢结构楼梯中应考虑踏步板的作用进行整体建模计算。采用3种工况模式对楼梯的舒适度进行了分析,通过考察结构的加速度时程曲线,对结构截面进行了调整。认为螺旋钢结构楼梯截面普遍由舒适度控制,应力比及位移均不大,建议采用Q235B钢进行设计。
针对实际工程中的螺旋钢结构楼梯,采用ANSYS进行了简化及整体建模分析,发现螺旋钢结构楼梯的弧梁受力与普通的简化假定有所不同,建议螺旋钢结构楼梯中应考虑踏步板的作用进行整体建模计算。采用3种工况模式对楼梯的舒适度进行了分析,通过考察结构的加速度时程曲线,对结构截面进行了调整。认为螺旋钢结构楼梯截面普遍由舒适度控制,应力比及位移均不大,建议采用Q235B钢进行设计。
2016, 31(4): 47-49.
doi: 10.13206/j.gjg.201604013
摘要:
目前很多高层钢结构的地下室采用钢骨混凝土柱和钢筋混凝土梁的结构体系,由于地下室通常都存在钢筋混凝土梁板、剪力墙、地下室外墙,这些混凝土构件与钢骨混凝土柱的连接做法往往较为复杂,尤其是混凝土梁纵向钢筋在梁柱节点处的锚固、钢骨柱的垂直度控制等问题。对这种结构体系的各类节点的受力特点和构造进行深入分析并不断改进,通过在钢骨柱侧面设置牛腿以及在地下室顶板处设置拉结钢梁分别解决了混凝土梁纵向钢筋的锚固问题和钢骨柱的垂直度问题。
目前很多高层钢结构的地下室采用钢骨混凝土柱和钢筋混凝土梁的结构体系,由于地下室通常都存在钢筋混凝土梁板、剪力墙、地下室外墙,这些混凝土构件与钢骨混凝土柱的连接做法往往较为复杂,尤其是混凝土梁纵向钢筋在梁柱节点处的锚固、钢骨柱的垂直度控制等问题。对这种结构体系的各类节点的受力特点和构造进行深入分析并不断改进,通过在钢骨柱侧面设置牛腿以及在地下室顶板处设置拉结钢梁分别解决了混凝土梁纵向钢筋的锚固问题和钢骨柱的垂直度问题。
2016, 31(4): 50-52.
doi: 10.13206/j.gjg.201604014
摘要:
随着国家对石油化工装置排放要求的不断提高,需对裂解炉进行改造。在进行改造后的分析计算时,将后期改造产生的新增荷载单独施加到结构上,通过分析新增荷载对结构产生的应力增量,来验算改造后的裂解炉钢框架,最终确定加固方案。
随着国家对石油化工装置排放要求的不断提高,需对裂解炉进行改造。在进行改造后的分析计算时,将后期改造产生的新增荷载单独施加到结构上,通过分析新增荷载对结构产生的应力增量,来验算改造后的裂解炉钢框架,最终确定加固方案。
2016, 31(4): 53-59.
doi: 10.13206/j.gjg.201604015
摘要:
不锈钢因具有耐腐蚀性和耐久性强等优势,在建筑领域得到了广泛应用。焊接作为一种主要的连接方式,广泛应用于不锈钢结构的生产和装配领域。然而,目前我国没有颁布相关的不锈钢结构设计规范,国内外也鲜有专门针对不锈钢焊缝连接承载性能的研究成果。对欧洲规范Eurocode 3、美国规范SEI/ASCE 8-02、日本《不锈钢建筑结构设计标准》及中国《不锈钢结构技术规程》(送审稿)中关于不锈钢焊缝连接设计的规定进行了分析和比较,同时,对国内外学者在不锈钢焊缝连接承载性能方面的研究进展进行了总结。
不锈钢因具有耐腐蚀性和耐久性强等优势,在建筑领域得到了广泛应用。焊接作为一种主要的连接方式,广泛应用于不锈钢结构的生产和装配领域。然而,目前我国没有颁布相关的不锈钢结构设计规范,国内外也鲜有专门针对不锈钢焊缝连接承载性能的研究成果。对欧洲规范Eurocode 3、美国规范SEI/ASCE 8-02、日本《不锈钢建筑结构设计标准》及中国《不锈钢结构技术规程》(送审稿)中关于不锈钢焊缝连接设计的规定进行了分析和比较,同时,对国内外学者在不锈钢焊缝连接承载性能方面的研究进展进行了总结。
2016, 31(4): 60-65.
doi: 10.13206/j.gjg.201604016
摘要:
为深入了解国内外抗震设计规范对锅炉钢结构的设计理念及地震作用计算方法的差异,对中美两国的抗震设计规范进行比较分析,详细对比地震作用基本计算参数(包括抗震设防标准和场地类别)、地震反应谱以及延性系数的异同,并对不同抗震设防烈度下锅炉钢结构的抗震结构选型进行介绍。分析认为将一种规范所规定的地震参数"转换"为另一种规范的地震参数是不严谨的,建议实际工程中避免使用。
为深入了解国内外抗震设计规范对锅炉钢结构的设计理念及地震作用计算方法的差异,对中美两国的抗震设计规范进行比较分析,详细对比地震作用基本计算参数(包括抗震设防标准和场地类别)、地震反应谱以及延性系数的异同,并对不同抗震设防烈度下锅炉钢结构的抗震结构选型进行介绍。分析认为将一种规范所规定的地震参数"转换"为另一种规范的地震参数是不严谨的,建议实际工程中避免使用。
2016, 31(4): 66-69.
doi: 10.13206/j.gjg.201604017
摘要:
随着我国钢结构制作技术的成熟和发展,钢桥的设计理念越来越新颖,钢桥的结构设计标新立异给加工制作带来了很大的挑战。以北京通州北运河桥主拱肋的制作为例,着重阐述弯扭箱形拱肋中单元件制作的工艺要点、制作难点及整体组焊技术工艺控制;另外对主拱肋节段间的预拼装方案进行介绍。
随着我国钢结构制作技术的成熟和发展,钢桥的设计理念越来越新颖,钢桥的结构设计标新立异给加工制作带来了很大的挑战。以北京通州北运河桥主拱肋的制作为例,着重阐述弯扭箱形拱肋中单元件制作的工艺要点、制作难点及整体组焊技术工艺控制;另外对主拱肋节段间的预拼装方案进行介绍。
2016, 31(4): 70-72.
doi: 10.13206/j.gjg.201604018
摘要:
根据青岛海湾大桥大节段制作经验,介绍大型构件的高精度位置调控技术。即大质量、大体积构件采用滑移及顶升的方式,完成三维空间位置高精度调控的施工技术,并且详细介绍了位置调控系统的构成及施工操作方法。
根据青岛海湾大桥大节段制作经验,介绍大型构件的高精度位置调控技术。即大质量、大体积构件采用滑移及顶升的方式,完成三维空间位置高精度调控的施工技术,并且详细介绍了位置调控系统的构成及施工操作方法。
2016, 31(4): 73-78.
doi: 10.13206/j.gjg.201604019
摘要:
临海高等级公路灌河大桥钢主梁、钢锚梁、钢牛腿是其主要受力构件,也是制作中质量最难控制的部分。针对构件的特点,制定了质量控制要点和控制方法,并通过这些方法的实施,有效地保证了大桥的制作质量。
临海高等级公路灌河大桥钢主梁、钢锚梁、钢牛腿是其主要受力构件,也是制作中质量最难控制的部分。针对构件的特点,制定了质量控制要点和控制方法,并通过这些方法的实施,有效地保证了大桥的制作质量。
2016, 31(4): 79-81.
doi: 10.13206/j.gjg.201604020
摘要:
随着大型钢结构制作技术的成熟和发展,桥梁中也越来越多的采用钢塔。以朝阳钢塔为例,着重阐述锚箱、壁板、横隔板等各单元件制作的工艺要点及质量要求。另外,对钢塔的分段方案以及塔段的整体组焊控制技术进行介绍。
随着大型钢结构制作技术的成熟和发展,桥梁中也越来越多的采用钢塔。以朝阳钢塔为例,着重阐述锚箱、壁板、横隔板等各单元件制作的工艺要点及质量要求。另外,对钢塔的分段方案以及塔段的整体组焊控制技术进行介绍。
2016, 31(4): 82-84.
doi: 10.13206/j.gjg.201604021
摘要:
钢箱梁结构桥梁具有钢板厚度较大,加劲肋密集,装配精度要求严,焊接质量等级要求高等特点。结合澳门特区的路氹连贯公路圆形地行人天桥的施工实践,从该行人天桥施工的重难点、钢箱梁制作及分段的工艺流程、钢箱梁的装运拼装、钢箱梁的吊装以及临时支墩的计算等方面进行分析总结。
钢箱梁结构桥梁具有钢板厚度较大,加劲肋密集,装配精度要求严,焊接质量等级要求高等特点。结合澳门特区的路氹连贯公路圆形地行人天桥的施工实践,从该行人天桥施工的重难点、钢箱梁制作及分段的工艺流程、钢箱梁的装运拼装、钢箱梁的吊装以及临时支墩的计算等方面进行分析总结。
2016, 31(4): 85-90.
doi: 10.13206/j.gjg.201604022
摘要:
苏州高新区文体中心体育馆屋盖为正交平面桁架结构,鉴于场地条件等原因,该工程采用了累积滑移施工方案。通过施工模拟仿真分析,对该方案的可实施性进行了验证。结果表明:累积滑移施工完成的桁架屋面与设计状态下的竖向变形存在一定的差异,但不是很大,能够满足变形控制的要求,同时,结构杆件的附加应力比与原设计应力比之和不超过设计控制限值,满足相关技术标准的承载力设计控制要求。
苏州高新区文体中心体育馆屋盖为正交平面桁架结构,鉴于场地条件等原因,该工程采用了累积滑移施工方案。通过施工模拟仿真分析,对该方案的可实施性进行了验证。结果表明:累积滑移施工完成的桁架屋面与设计状态下的竖向变形存在一定的差异,但不是很大,能够满足变形控制的要求,同时,结构杆件的附加应力比与原设计应力比之和不超过设计控制限值,满足相关技术标准的承载力设计控制要求。
2016, 31(4): 91-94.
doi: 10.13206/j.gjg.201604023
摘要:
在钢结构制作加工时,构件中不利的残余应力会直接导致构件出现变形、裂缝等缺陷。残余应力除了会影响钢构件的稳定性、疲劳强度以及抗应力腐蚀能力外,还会影响钢构件的使用年限和安全。首创丽泽工程的十字柱截面尺寸较小,板材较厚,焊接过程中极易产生焊接变形,通过分析十字柱产生焊接变形的原因,从坡口形式、焊接顺序、焊后校正等措施入手,对钢结构焊接变形的控制方法进行了探讨。
在钢结构制作加工时,构件中不利的残余应力会直接导致构件出现变形、裂缝等缺陷。残余应力除了会影响钢构件的稳定性、疲劳强度以及抗应力腐蚀能力外,还会影响钢构件的使用年限和安全。首创丽泽工程的十字柱截面尺寸较小,板材较厚,焊接过程中极易产生焊接变形,通过分析十字柱产生焊接变形的原因,从坡口形式、焊接顺序、焊后校正等措施入手,对钢结构焊接变形的控制方法进行了探讨。
2016, 31(4): 95-97.
doi: 10.13206/j.gjg.201604024
摘要:
为确保钢闸门的安全运行,对在役闸门的主要构件的锈蚀量进行检测,并对钢闸门重锈蚀部位锈蚀量和锈蚀速率进行分析。针对具体工程的钢闸门防腐项目,通过分析研究,提出了钢闸门防腐处理的材料选择、施工工艺、质量控制等具体方法,并应用于实际工程。结果表明,该方法具有可行性和合理性。
为确保钢闸门的安全运行,对在役闸门的主要构件的锈蚀量进行检测,并对钢闸门重锈蚀部位锈蚀量和锈蚀速率进行分析。针对具体工程的钢闸门防腐项目,通过分析研究,提出了钢闸门防腐处理的材料选择、施工工艺、质量控制等具体方法,并应用于实际工程。结果表明,该方法具有可行性和合理性。
