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2017年 第32卷 第4期
2017, 32(4): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg.201704001
摘要
摘要:
依据金属疲劳和延性开裂理论,采用ANSYS有限元软件,对盖板加强型节点梁柱翼缘对接焊缝在低周往复荷载作用下的裂纹发展过程进行了模拟和预测,并设置普通节点模型作对比。结果表明,普通节点裂纹迅速发展且穿透梁翼缘,盖板加强型节点裂纹尺寸较小,发展缓慢,从而定量得出该新型节点可有效地实现塑性铰外移,并降低焊缝处发生宏观开裂现象的结论,同时对裂纹发展缓慢的原因进行了分析。
依据金属疲劳和延性开裂理论,采用ANSYS有限元软件,对盖板加强型节点梁柱翼缘对接焊缝在低周往复荷载作用下的裂纹发展过程进行了模拟和预测,并设置普通节点模型作对比。结果表明,普通节点裂纹迅速发展且穿透梁翼缘,盖板加强型节点裂纹尺寸较小,发展缓慢,从而定量得出该新型节点可有效地实现塑性铰外移,并降低焊缝处发生宏观开裂现象的结论,同时对裂纹发展缓慢的原因进行了分析。
2017, 32(4): 6-10.
doi: 10.13206/j.gjg.201704002
摘要:
为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。
为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。
2017, 32(4): 11-15.
doi: 10.13206/j.gjg.201704003
摘要:
针对目前钢框架梁柱在弱轴方向上半刚性连接的研究匮乏,应用有限元软件ABAQUS对半刚性节点进行了研究,并基于一种新型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接的研究成果,在该种节点上进行顶底角钢连接研究。应用ABAQUS软件对模型进行非线性有限元模拟分析,首先将试件进行单调加载分析,并与试验结果对比分析,对比发现总体上吻合较好,从而验证了有限元的有效性。再通过有限元程序ABAQUS将梁柱采用新型节点域箱形加强式节点作顶底角钢连接,并与其他几种连接节点形式对比,通过计算得出各种节点的梁柱连接荷载-位移曲线、初始刚度、极限弯矩以及角钢的极限弯矩等。研究发现新型节点域箱形加强式节点连接的极限弯矩是传统弱轴连接形式的1.2倍,是第一类T形板件弱轴连接形式的1.12倍,是第二类T形板件弱轴连接形式的1.08倍,表明其具有更好的抗弯性能,另外其初始刚度是传统弱轴连接形式的1.35倍,受拉角钢的极限弯矩是传统弱轴连接形式的1.32倍。
针对目前钢框架梁柱在弱轴方向上半刚性连接的研究匮乏,应用有限元软件ABAQUS对半刚性节点进行了研究,并基于一种新型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接的研究成果,在该种节点上进行顶底角钢连接研究。应用ABAQUS软件对模型进行非线性有限元模拟分析,首先将试件进行单调加载分析,并与试验结果对比分析,对比发现总体上吻合较好,从而验证了有限元的有效性。再通过有限元程序ABAQUS将梁柱采用新型节点域箱形加强式节点作顶底角钢连接,并与其他几种连接节点形式对比,通过计算得出各种节点的梁柱连接荷载-位移曲线、初始刚度、极限弯矩以及角钢的极限弯矩等。研究发现新型节点域箱形加强式节点连接的极限弯矩是传统弱轴连接形式的1.2倍,是第一类T形板件弱轴连接形式的1.12倍,是第二类T形板件弱轴连接形式的1.08倍,表明其具有更好的抗弯性能,另外其初始刚度是传统弱轴连接形式的1.35倍,受拉角钢的极限弯矩是传统弱轴连接形式的1.32倍。
2017, 32(4): 16-21.
doi: 10.13206/j.gjg.201704004
摘要:
由于轧制工艺不同,纵向变厚度钢板力学性能与等厚度钢板存在较大差异,且性能变化范围较大。针对该问题进行研究,对12~120 mm厚的纵向变厚度钢板进行拉伸、冲击及Z向性能试验,得到钢板不同厚度处力学性能变化规律并评价其均质性。结果表明:纵向变厚度钢板性能基本满足相关规范要求,强度指标随厚度增加而降低;Z向性能稳定,但冲击韧性随厚度变化波动较大,板厚较大时需要特别注意。变厚度钢板的力学性能不同于等厚度钢板,采用等厚度钢板性能评价指标并不合理,需要进行深入研究。
由于轧制工艺不同,纵向变厚度钢板力学性能与等厚度钢板存在较大差异,且性能变化范围较大。针对该问题进行研究,对12~120 mm厚的纵向变厚度钢板进行拉伸、冲击及Z向性能试验,得到钢板不同厚度处力学性能变化规律并评价其均质性。结果表明:纵向变厚度钢板性能基本满足相关规范要求,强度指标随厚度增加而降低;Z向性能稳定,但冲击韧性随厚度变化波动较大,板厚较大时需要特别注意。变厚度钢板的力学性能不同于等厚度钢板,采用等厚度钢板性能评价指标并不合理,需要进行深入研究。
2017, 32(4): 22-26.
doi: 10.13206/j.gjg.201704005
摘要:
装配式ALC外挂墙板由ALC单条板拼装而成,外挂墙板和钢框架之间采用一种新型装配方式,为研究应用此装配方式的ALC外挂墙板在地震作用下的工作性能,对4个试件进行了拟静力加载试验。试验结果表明:ALC外挂墙板拼装节点、外挂墙板与钢框架连接的装配节点工作性能良好,钢框架发生较大的侧向变形时,外挂墙体未出现破碎、掉落现象,外挂墙板适应钢框架的变形能力良好;ALC外挂墙板对结构承载力的影响在9%以内,对延性的影响在3%以内,对刚度影响在7%以内,考虑到试验误差,认为外挂墙板对结构的承载力、延性和刚度基本没有影响,结构设计中可以忽略;ALC外挂墙板经过表面处理,增强了外挂墙板的整体性能,减小了结构小位移时外挂墙板内部单条板间的相对错动。
装配式ALC外挂墙板由ALC单条板拼装而成,外挂墙板和钢框架之间采用一种新型装配方式,为研究应用此装配方式的ALC外挂墙板在地震作用下的工作性能,对4个试件进行了拟静力加载试验。试验结果表明:ALC外挂墙板拼装节点、外挂墙板与钢框架连接的装配节点工作性能良好,钢框架发生较大的侧向变形时,外挂墙体未出现破碎、掉落现象,外挂墙板适应钢框架的变形能力良好;ALC外挂墙板对结构承载力的影响在9%以内,对延性的影响在3%以内,对刚度影响在7%以内,考虑到试验误差,认为外挂墙板对结构的承载力、延性和刚度基本没有影响,结构设计中可以忽略;ALC外挂墙板经过表面处理,增强了外挂墙板的整体性能,减小了结构小位移时外挂墙板内部单条板间的相对错动。
2017, 32(4): 27-32.
doi: 10.13206/j.gjg.201704006
摘要:
为研究幕墙结构中开口截面铝合金立柱的受力性能,提出一种带挂钩的开口截面铝合金立柱,并进行了6个不同工况下铝合金立柱的单调加载试验。试验结果表明:正风压作用下,布置一组挂钩和两组挂钩立柱的平面外变形明显小于无挂钩试件,而平面内变形无明显变化,且布置一组挂钩与布置两组挂钩变形和应变值相差较小;负风压作用下,公、母立柱逐步靠拢,形成闭口截面形式,挂钩对立柱无影响。对6个试件的受力性能进行了有限元数值模拟,并进行了屈曲分析,有限元计算结果与实测结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性;同时,有限元结果给出了立柱在荷载作用下的变形分布。基于试验和有限元分析结果,建议在立柱跨中布置一组挂钩,保证正风压作用下的变形性能。
为研究幕墙结构中开口截面铝合金立柱的受力性能,提出一种带挂钩的开口截面铝合金立柱,并进行了6个不同工况下铝合金立柱的单调加载试验。试验结果表明:正风压作用下,布置一组挂钩和两组挂钩立柱的平面外变形明显小于无挂钩试件,而平面内变形无明显变化,且布置一组挂钩与布置两组挂钩变形和应变值相差较小;负风压作用下,公、母立柱逐步靠拢,形成闭口截面形式,挂钩对立柱无影响。对6个试件的受力性能进行了有限元数值模拟,并进行了屈曲分析,有限元计算结果与实测结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性;同时,有限元结果给出了立柱在荷载作用下的变形分布。基于试验和有限元分析结果,建议在立柱跨中布置一组挂钩,保证正风压作用下的变形性能。
2017, 32(4): 33-37.
doi: 10.13206/j.gjg.201704007
摘要:
根据约束力构成不同将混凝土截面分成4部分,综合考虑方钢管和螺旋箍筋对核心混凝土的约束差异。利用面积等效将方钢管转化为圆钢管,在统一强度理论厚壁圆筒塑性极限荷载统一解的基础上,推导方钢管螺旋箍筋混凝土轴压短柱的极限承载力计算式。利用已有文献数据对承载力计算式进行验证,分析材料拉压比、中间主应力系数、箍筋间距、箍筋强度等参数对承载力的影响。对极限承载力计算式进行退化处理,得到适用于方钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱、圆钢管螺旋箍筋混凝土柱的轴压极限承载力计算式。
根据约束力构成不同将混凝土截面分成4部分,综合考虑方钢管和螺旋箍筋对核心混凝土的约束差异。利用面积等效将方钢管转化为圆钢管,在统一强度理论厚壁圆筒塑性极限荷载统一解的基础上,推导方钢管螺旋箍筋混凝土轴压短柱的极限承载力计算式。利用已有文献数据对承载力计算式进行验证,分析材料拉压比、中间主应力系数、箍筋间距、箍筋强度等参数对承载力的影响。对极限承载力计算式进行退化处理,得到适用于方钢管混凝土柱、圆钢管混凝土柱、圆钢管螺旋箍筋混凝土柱的轴压极限承载力计算式。
2017, 32(4): 38-43.
doi: 10.13206/j.gjg.201704008
摘要:
网壳结构多为缺陷敏感性结构,当地震发生时,由于强烈的地面运动而迫使网壳结构产生振动,网壳结构在地震作用下产生内力和位移,有可能造成网壳结构破坏或倒塌。在ANSYS中建立底部为协同弹性支承的超大跨钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的有限元模型,分析钢网壳结构存在初始缺陷的动力稳定性,着重介绍了动力稳定分析方法、初始缺陷的施加、动力稳定判别准则的理论及应用。通过对钢网壳结构进行动力稳定性分析,总结钢网壳结构动力失稳破坏的形式,找出钢网壳结构真正的薄弱部位,并提出改善、提高钢网壳结构动力稳定性的措施。
网壳结构多为缺陷敏感性结构,当地震发生时,由于强烈的地面运动而迫使网壳结构产生振动,网壳结构在地震作用下产生内力和位移,有可能造成网壳结构破坏或倒塌。在ANSYS中建立底部为协同弹性支承的超大跨钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的有限元模型,分析钢网壳结构存在初始缺陷的动力稳定性,着重介绍了动力稳定分析方法、初始缺陷的施加、动力稳定判别准则的理论及应用。通过对钢网壳结构进行动力稳定性分析,总结钢网壳结构动力失稳破坏的形式,找出钢网壳结构真正的薄弱部位,并提出改善、提高钢网壳结构动力稳定性的措施。
2017, 32(4): 44-47.
doi: 10.13206/j.gjg.201704009
摘要:
沈阳南站中央站房屋盖为大跨度空间结构,采用纵、横向交叉平面管桁架体系。纵、横向交叉平面管桁架体系为一种新型的大跨度空间结构体系,采用ANSYS软件对该中央站房屋盖结构进行了特征值屈曲分析以及同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析,此外还考虑了缺陷对结构整体稳定性的影响。计算分析了屋盖结构弹性以及弹塑性屈曲性能,对此种结构体系的整体稳定性做出评价。
沈阳南站中央站房屋盖为大跨度空间结构,采用纵、横向交叉平面管桁架体系。纵、横向交叉平面管桁架体系为一种新型的大跨度空间结构体系,采用ANSYS软件对该中央站房屋盖结构进行了特征值屈曲分析以及同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析,此外还考虑了缺陷对结构整体稳定性的影响。计算分析了屋盖结构弹性以及弹塑性屈曲性能,对此种结构体系的整体稳定性做出评价。
2017, 32(4): 48-53.
doi: 10.13206/j.gjg.201704010
摘要:
张弦梁结构具有结构简单、受力合理和施工方便快捷等优点。在总结目前几个已建成的大跨度张弦梁工程实例时发现,该结构形式在具备多种优点的同时也存在一些缺点,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。总结以上不足之处,在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,分析抗风索双层弦张弦梁结构的动力响应。
张弦梁结构具有结构简单、受力合理和施工方便快捷等优点。在总结目前几个已建成的大跨度张弦梁工程实例时发现,该结构形式在具备多种优点的同时也存在一些缺点,如跨中处撑杆低垂,室内空间减小,易使人产生压抑感;从结构受力角度来讲,撑杆是受压构件,长细比过大会影响其稳定性,因此考虑在张弦梁结构下弦布设两道索即形成双层弦张弦梁结构形式;在较大风荷载作用下,大跨度张弦梁结构的抗风性能较差。总结以上不足之处,在双层弦张弦梁结构的基础上布设抗风索(即抗风索双层弦张弦梁结构)来提高结构的抗风性能,分析抗风索双层弦张弦梁结构的动力响应。
2017, 32(4): 54-59.
doi: 10.13206/j.gjg.201704011
摘要:
受桥梁中斜靠式拱桥启发,提出一种新型斜拱形单层球面网壳体系。以环杆布置数量、环杆布置位置、径向直拱布置方式、结构环向分频数为参数,采用ANSYS软件对4类共62个结构模型进行结构静力及稳定性分析,研究内力峰值、竖向挠度、稳定承载力与用钢量的变化规律,获得合理的杆件布置方式。研究结果表明:对斜拱形单层球面网壳,为满足结构稳定承载力要求,宜设置环杆,且两圈环杆对结构力学性能改善更显著;结构环杆设置位置的外移对结构力学性能有利;考虑结构经济性和通透性,可不另设径向直拱;结构环向分频数宜取6频,一般不超过8频。
受桥梁中斜靠式拱桥启发,提出一种新型斜拱形单层球面网壳体系。以环杆布置数量、环杆布置位置、径向直拱布置方式、结构环向分频数为参数,采用ANSYS软件对4类共62个结构模型进行结构静力及稳定性分析,研究内力峰值、竖向挠度、稳定承载力与用钢量的变化规律,获得合理的杆件布置方式。研究结果表明:对斜拱形单层球面网壳,为满足结构稳定承载力要求,宜设置环杆,且两圈环杆对结构力学性能改善更显著;结构环杆设置位置的外移对结构力学性能有利;考虑结构经济性和通透性,可不另设径向直拱;结构环向分频数宜取6频,一般不超过8频。
2017, 32(4): 60-63.
doi: 10.13206/j.gjg.201704012
摘要:
兰州新区市民广场花冠采用花瓣形式的网壳结构,其曲面形状复杂、几何尺度大、悬挑跨度大。悬挑根部采用局部双层网壳。对该局部双层网壳结构方案进行静力、动力计算和整体稳定性分析,结果表明:该网壳结构具有较好的整体刚度、稳定性和冗余度,在保证安全性的前提下能够很好地实现建筑的形态意象。
兰州新区市民广场花冠采用花瓣形式的网壳结构,其曲面形状复杂、几何尺度大、悬挑跨度大。悬挑根部采用局部双层网壳。对该局部双层网壳结构方案进行静力、动力计算和整体稳定性分析,结果表明:该网壳结构具有较好的整体刚度、稳定性和冗余度,在保证安全性的前提下能够很好地实现建筑的形态意象。
2017, 32(4): 64-68.
doi: 10.13206/j.gjg.201704013
摘要:
为研究Y型钢管柱失效模式,完善结构安全评价和设计优化的理论依据。基于压杆稳定理论建立考虑初始缺陷和几何-材料双重非线性的Y型钢管柱结构稳定计算模型,进而分析了管径、径厚比、分支夹角、支干外径比等参数对结构稳定性能和失效机理的影响。研究结果表明:材料非线性对Y型柱结构稳定性能影响较大;Y型柱结构失效机理分为:分支先破坏、支干同时破坏和主干先破坏3种模式;支干同时破坏时,结构材料利用率最高;随分支夹角及支干外径比变化,结构单位质量承载力变化曲线均存在峰值,且两者存在一一对应关系;管径对不同高度的Y型钢管柱结构稳定性能影响较大,均存在临界管径,即为Y型钢管柱高度的4.5%;给出了Y型钢管柱最优布置的计算简图和最优结构形式的确定方法。
为研究Y型钢管柱失效模式,完善结构安全评价和设计优化的理论依据。基于压杆稳定理论建立考虑初始缺陷和几何-材料双重非线性的Y型钢管柱结构稳定计算模型,进而分析了管径、径厚比、分支夹角、支干外径比等参数对结构稳定性能和失效机理的影响。研究结果表明:材料非线性对Y型柱结构稳定性能影响较大;Y型柱结构失效机理分为:分支先破坏、支干同时破坏和主干先破坏3种模式;支干同时破坏时,结构材料利用率最高;随分支夹角及支干外径比变化,结构单位质量承载力变化曲线均存在峰值,且两者存在一一对应关系;管径对不同高度的Y型钢管柱结构稳定性能影响较大,均存在临界管径,即为Y型钢管柱高度的4.5%;给出了Y型钢管柱最优布置的计算简图和最优结构形式的确定方法。
2017, 32(4): 69-73.
doi: 10.13206/j.gjg.201704014
摘要:
为了保证港珠澳大桥25 600 k N钢塔起吊工况的安全性,采用有限元方法将吊具、连接结构和钢塔进行一体化建模,对吊装过程中结构进行应力计算及强度校核。计算表明,初始设计方案中连接吊耳和钢塔的螺栓群受力不均匀情况严重,个别螺栓拉应力超出许用应力,是结构薄弱点。通过对吊点结构进行局部优化,采取贯穿插入式焊接结构增加连接的可靠性,进行结构优化之后,吊具及螺栓群强度均满足要求,且螺栓群受力不均匀程度明显降低。
为了保证港珠澳大桥25 600 k N钢塔起吊工况的安全性,采用有限元方法将吊具、连接结构和钢塔进行一体化建模,对吊装过程中结构进行应力计算及强度校核。计算表明,初始设计方案中连接吊耳和钢塔的螺栓群受力不均匀情况严重,个别螺栓拉应力超出许用应力,是结构薄弱点。通过对吊点结构进行局部优化,采取贯穿插入式焊接结构增加连接的可靠性,进行结构优化之后,吊具及螺栓群强度均满足要求,且螺栓群受力不均匀程度明显降低。
2017, 32(4): 74-77.
doi: 10.13206/j.gjg.201704015
摘要:
整体节点以其制作安装便捷、经济效益良好被广泛应用于国内外的桥梁建设中,为了更加全面地了解整体节点的结构特征、优化整体节点的制作工艺,对整体节点钢桁梁桥下弦杆的制作工艺进行系统分析与论述。首先,对整体节点下弦杆的结构设计特点进行介绍;然后,指出整体节点杆件制作的特点与难点;最后,以沪通长江大桥主航道桥下弦杆为工程背景,系统阐述整体节点下弦杆的制作工艺及控制要点和具体控制措施,并结合沪通桥下弦杆的自身特点,提出在沪通桥弦杆的制作过程中的工艺优化措施。
整体节点以其制作安装便捷、经济效益良好被广泛应用于国内外的桥梁建设中,为了更加全面地了解整体节点的结构特征、优化整体节点的制作工艺,对整体节点钢桁梁桥下弦杆的制作工艺进行系统分析与论述。首先,对整体节点下弦杆的结构设计特点进行介绍;然后,指出整体节点杆件制作的特点与难点;最后,以沪通长江大桥主航道桥下弦杆为工程背景,系统阐述整体节点下弦杆的制作工艺及控制要点和具体控制措施,并结合沪通桥下弦杆的自身特点,提出在沪通桥弦杆的制作过程中的工艺优化措施。
2017, 32(4): 78-81.
doi: 10.13206/j.gjg.201704016
摘要:
成都府河桥塔端钢锚箱分段为异形结构,包含双锚箱,结构形式复杂,钢塔节段间为全断面高强度螺栓连接;钢锚箱内部多处熔透焊缝的质量控制、锚箱位置及角度的安装精度、栓孔连接精度控制等为制作难点。根据制作难点,研究确定了钢锚箱分步划锚头组装位置线、钢锚箱侧位组装、熔透焊缝优化、钢锚箱整体机加工栓孔连接边等有针对性的制作方案,该方案经过实践检验,证明是合理、可行的。
成都府河桥塔端钢锚箱分段为异形结构,包含双锚箱,结构形式复杂,钢塔节段间为全断面高强度螺栓连接;钢锚箱内部多处熔透焊缝的质量控制、锚箱位置及角度的安装精度、栓孔连接精度控制等为制作难点。根据制作难点,研究确定了钢锚箱分步划锚头组装位置线、钢锚箱侧位组装、熔透焊缝优化、钢锚箱整体机加工栓孔连接边等有针对性的制作方案,该方案经过实践检验,证明是合理、可行的。
2017, 32(4): 82-86.
doi: 10.13206/j.gjg.201704017
摘要:
蚌埠淮河大桥主桥上部结构为三跨连续钢桁拱。拱弦杆件采用整体节点形式,结构形式极为复杂,节点板从上水平板槽口穿出,上、下水平板被穿过的拱弦水平板分为多块,杆件连接关系繁杂。通过对拱弦杆件结构特点的分析,对杆件的外形几何尺寸、焊接变形、焊接质量、制孔精度控制进行研究,制定了合理的制作工艺。采用该工艺后,杆件重要控制项点均符合要求,有效地保证了杆件的制作质量。
蚌埠淮河大桥主桥上部结构为三跨连续钢桁拱。拱弦杆件采用整体节点形式,结构形式极为复杂,节点板从上水平板槽口穿出,上、下水平板被穿过的拱弦水平板分为多块,杆件连接关系繁杂。通过对拱弦杆件结构特点的分析,对杆件的外形几何尺寸、焊接变形、焊接质量、制孔精度控制进行研究,制定了合理的制作工艺。采用该工艺后,杆件重要控制项点均符合要求,有效地保证了杆件的制作质量。
2017, 32(4): 87-91.
doi: 10.13206/j.gjg.201704018
摘要:
栓钉作为将钢结构、压型钢板和混凝土进行刚性组合的连接件,在压型钢板厚度较大的情况下进行现场焊接,其质量受众多因素影响不易保障,尤其在压型钢板与钢结构贴合面不紧密时。因此改良传统的施工工艺,增加相应措施来保障贴合面紧密,可大大提高栓钉焊接质量和速度,以便为该工程的顺利施工奠定良好的基础。
栓钉作为将钢结构、压型钢板和混凝土进行刚性组合的连接件,在压型钢板厚度较大的情况下进行现场焊接,其质量受众多因素影响不易保障,尤其在压型钢板与钢结构贴合面不紧密时。因此改良传统的施工工艺,增加相应措施来保障贴合面紧密,可大大提高栓钉焊接质量和速度,以便为该工程的顺利施工奠定良好的基础。
2017, 32(4): 92-95.
doi: 10.13206/j.gjg.201704019
摘要:
焊接残余应力严重影响着结构的刚度、疲劳强度和高温蠕变开裂。为了深入研究X型钢管相贯焊接节点的极限承载力,系统地分析焊接残余应力是十分必要的。通过有限元软件建立X型钢管相贯焊接节点的模型,采用热分析与静力分析耦合的方法得到节点的温度场和残余应力的分布规律,分析表明:焊接残余应力和变形主要集中在焊缝处,且产生的主管弯曲变形加大了主管屈曲的破坏。
焊接残余应力严重影响着结构的刚度、疲劳强度和高温蠕变开裂。为了深入研究X型钢管相贯焊接节点的极限承载力,系统地分析焊接残余应力是十分必要的。通过有限元软件建立X型钢管相贯焊接节点的模型,采用热分析与静力分析耦合的方法得到节点的温度场和残余应力的分布规律,分析表明:焊接残余应力和变形主要集中在焊缝处,且产生的主管弯曲变形加大了主管屈曲的破坏。
2017, 32(4): 96-99.
doi: 10.13206/j.gjg.201704020
摘要:
天津静海团泊曲棍球场主桁架呈四管弧形,跨度为121.86 m,质量达219 t,主次桁架节点类型为圆管相贯节点。针对主桁架呈大拱形、管径大的特点,以及圆弧弧度难控制,焊接点多及变形难控制等难点,进行了深入研究。采用临时支撑胎架辅助安装桁架,并合理安排焊接顺序及控制焊接变形,有效地加快了安装进度。临时支撑胎架四周设置缆风绳,保证了临时支撑胎架的稳定性。主桁架吊装由两边向中间合龙,次桁架由中间向两边安装;桁架主管高空对接采用定位板辅助安装,并使用全站仪校正支点的标高和位置,提高了安装精度。
天津静海团泊曲棍球场主桁架呈四管弧形,跨度为121.86 m,质量达219 t,主次桁架节点类型为圆管相贯节点。针对主桁架呈大拱形、管径大的特点,以及圆弧弧度难控制,焊接点多及变形难控制等难点,进行了深入研究。采用临时支撑胎架辅助安装桁架,并合理安排焊接顺序及控制焊接变形,有效地加快了安装进度。临时支撑胎架四周设置缆风绳,保证了临时支撑胎架的稳定性。主桁架吊装由两边向中间合龙,次桁架由中间向两边安装;桁架主管高空对接采用定位板辅助安装,并使用全站仪校正支点的标高和位置,提高了安装精度。
2017, 32(4): 100-104.
doi: 10.13206/j.gjg.201704021
摘要:
某工程结构类型为型钢混凝土组合结构,总建筑面积43 238 m2。针对型钢混凝土钢筋密集,型钢预埋件多且截面大,施工协调难等特点,进行深入研究;确定型钢穿孔的形式和方法,并分析节点细部做法,保证型钢与钢筋混凝土的工序衔接顺畅。通过采用有限元软件对型钢混凝土结构梁柱节点分析得出,型钢的存在使得柱身变形明显减小;混凝土的存在保证了型钢腹板不发生局部屈曲;钢筋孔周围的翼缘应力集中现象严重,应限制开孔的大小,使之不致影响整个构件的承载力。
某工程结构类型为型钢混凝土组合结构,总建筑面积43 238 m2。针对型钢混凝土钢筋密集,型钢预埋件多且截面大,施工协调难等特点,进行深入研究;确定型钢穿孔的形式和方法,并分析节点细部做法,保证型钢与钢筋混凝土的工序衔接顺畅。通过采用有限元软件对型钢混凝土结构梁柱节点分析得出,型钢的存在使得柱身变形明显减小;混凝土的存在保证了型钢腹板不发生局部屈曲;钢筋孔周围的翼缘应力集中现象严重,应限制开孔的大小,使之不致影响整个构件的承载力。
2017, 32(4): 105-108.
doi: 10.13206/j.gjg.201704022
摘要:
济南嘉德中心工程主楼因结构功能的变化,需对其进行改造和加固。基于原有地下室顶板的设计承重荷载达不到运输作业车的承载要求问题,对地下室顶板钢结构加固的方法进行了介绍。分析和研究得出:在支撑柱段长1/2处以上500 mm处设置吊点,其竖立后上端拉设揽风绳,下端楔入斜铁块,采用千斤顶支顶支撑柱,并在柱底灌注掺适量微膨胀剂水泥砂浆,保证了支撑柱顶紧混凝土梁;支撑梁采用"铁扁担+倒链"的方法吊装并在梁下端设置吊点,其顶紧混凝土梁后,将支撑梁与锚板进行焊接,增强了型钢混凝土组合结构的连接性能。
济南嘉德中心工程主楼因结构功能的变化,需对其进行改造和加固。基于原有地下室顶板的设计承重荷载达不到运输作业车的承载要求问题,对地下室顶板钢结构加固的方法进行了介绍。分析和研究得出:在支撑柱段长1/2处以上500 mm处设置吊点,其竖立后上端拉设揽风绳,下端楔入斜铁块,采用千斤顶支顶支撑柱,并在柱底灌注掺适量微膨胀剂水泥砂浆,保证了支撑柱顶紧混凝土梁;支撑梁采用"铁扁担+倒链"的方法吊装并在梁下端设置吊点,其顶紧混凝土梁后,将支撑梁与锚板进行焊接,增强了型钢混凝土组合结构的连接性能。
2017, 32(4): 109-112.
doi: 10.13206/j.gjg.201704023
摘要:
高温下弹性模量的降低将影响钢结构的承载能力和刚度,因而精确得到高温弹性模量值对于指导钢结构抗火设计、评估火灾下钢建筑性能具有重要意义。我国关于钢材高温弹性模量的现行规范为基于普通钢试验结果制定,相关研究也主要针对普通钢,国产高强钢研究的缺乏制约其在建筑工程中的应用。因此采用悬丝耦合弯曲共振法对国产高强钢Q550、Q690、Q890进行试验研究,得到3种不同强度等级钢材在20~800℃内的高温动态弹性模量值,并将所得折减系数结果与国内外相关规范和研究成果做对比。试验表明:不同强度等级高强钢的动态弹性模量折减系数随着温度升高有相似的变化规律,且明显比静态试验随温度变化的结果和相关规范值高。依据试验结果建立了国产高强钢高温动态弹性模量模型。
高温下弹性模量的降低将影响钢结构的承载能力和刚度,因而精确得到高温弹性模量值对于指导钢结构抗火设计、评估火灾下钢建筑性能具有重要意义。我国关于钢材高温弹性模量的现行规范为基于普通钢试验结果制定,相关研究也主要针对普通钢,国产高强钢研究的缺乏制约其在建筑工程中的应用。因此采用悬丝耦合弯曲共振法对国产高强钢Q550、Q690、Q890进行试验研究,得到3种不同强度等级钢材在20~800℃内的高温动态弹性模量值,并将所得折减系数结果与国内外相关规范和研究成果做对比。试验表明:不同强度等级高强钢的动态弹性模量折减系数随着温度升高有相似的变化规律,且明显比静态试验随温度变化的结果和相关规范值高。依据试验结果建立了国产高强钢高温动态弹性模量模型。
2017, 32(4): 113-116.
doi: 10.13206/j.gjg.201704024
摘要:
以高碳铬铁粉为原料,采用等离子喷涂方法,利用高温下高碳铬铁中的铬与碳元素的原位反应,在Q390钢表面原位生成高硬度碳化铬增强层,对其微观组织、硬度分布、摩擦磨损性能和耐蚀性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂法在Q390工字钢表面制备出碳化物增强层,厚度约为110μm,内部组织为奥氏体和(Fe,Cr)7C3型碳化铬,表面硬度平均值为106 HRB,是基体硬度的1.4倍。表面碳化物增强层的耐磨性能较Q390钢基体明显提高,载荷为100 N时,表面摩擦系数降低到0.24。表面碳化物增强层的耐腐蚀性能明显提高,在中性盐雾环境中腐蚀480 h后的质量损失率仅为2.1%。
以高碳铬铁粉为原料,采用等离子喷涂方法,利用高温下高碳铬铁中的铬与碳元素的原位反应,在Q390钢表面原位生成高硬度碳化铬增强层,对其微观组织、硬度分布、摩擦磨损性能和耐蚀性能进行研究。结果表明,采用等离子喷涂法在Q390工字钢表面制备出碳化物增强层,厚度约为110μm,内部组织为奥氏体和(Fe,Cr)7C3型碳化铬,表面硬度平均值为106 HRB,是基体硬度的1.4倍。表面碳化物增强层的耐磨性能较Q390钢基体明显提高,载荷为100 N时,表面摩擦系数降低到0.24。表面碳化物增强层的耐腐蚀性能明显提高,在中性盐雾环境中腐蚀480 h后的质量损失率仅为2.1%。
