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2007年 第22卷 第2期
2007, 22(2): 1-4.
doi: 10.13206/j.gjg200702001
摘要
摘要:
自平衡单元嵌入式网壳结构中的自平衡单元由预应力提供刚度,采用广义逆法求解平衡矩阵,编制含线性不等式约束及线性等式约束的线性优化程序并结合整体可行预应力的概念来确定初始预应力的分布。对杂交结构平衡矩阵的形成、广义逆求解、线性约束优化方法的数学模型、约束矩阵的集成等关键技术给予详细的推导说明;同时,根据理论推导编写出相应的程序用于求解预应力值,并利用非线性有限元软件对分析结果进行验证。
自平衡单元嵌入式网壳结构中的自平衡单元由预应力提供刚度,采用广义逆法求解平衡矩阵,编制含线性不等式约束及线性等式约束的线性优化程序并结合整体可行预应力的概念来确定初始预应力的分布。对杂交结构平衡矩阵的形成、广义逆求解、线性约束优化方法的数学模型、约束矩阵的集成等关键技术给予详细的推导说明;同时,根据理论推导编写出相应的程序用于求解预应力值,并利用非线性有限元软件对分析结果进行验证。
2007, 22(2): 5-8.
doi: 10.13206/j.gjg200702002
摘要:
根据双向张弦结构索的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系,给出下弦索网所在曲面的偏微分方程和边界条件;提出先进行复杂边界条件自平衡索网找形,再进行平面索网平衡荷载下变形计算,然后叠加计算下弦索网曲面形状的方法;通过算例介绍有限元法确定下弦曲线的过程,验证计算方法的正确性。给出的计算方法物理意义明确、计算过程简单方便、计算结果准确,适合各种复杂边界条件的双向张弦梁设计。
根据双向张弦结构索的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系,给出下弦索网所在曲面的偏微分方程和边界条件;提出先进行复杂边界条件自平衡索网找形,再进行平面索网平衡荷载下变形计算,然后叠加计算下弦索网曲面形状的方法;通过算例介绍有限元法确定下弦曲线的过程,验证计算方法的正确性。给出的计算方法物理意义明确、计算过程简单方便、计算结果准确,适合各种复杂边界条件的双向张弦梁设计。
2007, 22(2): 9-13.
doi: 10.13206/j.gjg200702003
摘要:
研究索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应特性。脉动风既包含有水平脉动风速,又有竖向脉动风速。对柔性较大的索膜结构,竖向脉动风作用将与水平风作用相叠加而使整个结构的风振响应增大。采用非线性随机模拟时程法,研究不同参数时索膜结构在单独水平风作用下、单独竖向风作用下、水平风和竖向风共同作用下的风振响应特性;并比较水平风和竖向风引起的膜结构的风振响应值,找出二者对膜结构所引起的响应异同及规律。一般情况下,水平风和竖向风共同作用引起的位移均值是单独水平引起的位移均值的1.57倍~2.94倍。因此,在研究索膜结构的风振响应时,必须考虑竖向脉动风的影响。
研究索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应特性。脉动风既包含有水平脉动风速,又有竖向脉动风速。对柔性较大的索膜结构,竖向脉动风作用将与水平风作用相叠加而使整个结构的风振响应增大。采用非线性随机模拟时程法,研究不同参数时索膜结构在单独水平风作用下、单独竖向风作用下、水平风和竖向风共同作用下的风振响应特性;并比较水平风和竖向风引起的膜结构的风振响应值,找出二者对膜结构所引起的响应异同及规律。一般情况下,水平风和竖向风共同作用引起的位移均值是单独水平引起的位移均值的1.57倍~2.94倍。因此,在研究索膜结构的风振响应时,必须考虑竖向脉动风的影响。
2007, 22(2): 14-17.
doi: 10.13206/j.gjg200702004
摘要:
静力弹塑性分析方法是目前国外普遍使用的结构抗震能力的评估方法,在我国正逐步得到推广和应用。在介绍此方法的基本原理和国内外发展状况的基础上,运用有限元程序ETABS对新型结构体系——钢结构交错桁架体系进行分析,从而评估得到混合型交错桁架的抗震性能。
静力弹塑性分析方法是目前国外普遍使用的结构抗震能力的评估方法,在我国正逐步得到推广和应用。在介绍此方法的基本原理和国内外发展状况的基础上,运用有限元程序ETABS对新型结构体系——钢结构交错桁架体系进行分析,从而评估得到混合型交错桁架的抗震性能。
2007, 22(2): 18-21.
doi: 10.13206/j.gjg200702005
摘要:
采用连接单元法,考虑连接柔性的影响,推导出半刚性框架梁柱的刚度矩阵及半刚性梁的固端弯矩。经试算,该方法可用于半刚性框架内力分析。
采用连接单元法,考虑连接柔性的影响,推导出半刚性框架梁柱的刚度矩阵及半刚性梁的固端弯矩。经试算,该方法可用于半刚性框架内力分析。
2007, 22(2): 22-24.
doi: 10.13206/j.gjg200702006
摘要:
应用有限元方法和解微分方程的方法对半穿越式空间桁架结构进行屈曲分析,在比较两种方法的优缺点后,指出用有限元方法分析复杂桁架结构受压区域屈曲是一个行之有效的方法,同时指出对于受压的细长杆件,除了进行强度和刚度校核之外,还要进行稳定性分析。
应用有限元方法和解微分方程的方法对半穿越式空间桁架结构进行屈曲分析,在比较两种方法的优缺点后,指出用有限元方法分析复杂桁架结构受压区域屈曲是一个行之有效的方法,同时指出对于受压的细长杆件,除了进行强度和刚度校核之外,还要进行稳定性分析。
2007, 22(2): 25-29.
doi: 10.13206/j.gjg200702007
摘要:
通过对不同参数的空间KK型方管节点的有限元计算,得出节点承载力与相关参数间的关系,并拟合出支杆的轴力系数n=-0.5(支杆受拉)时节点承载力的计算公式。另外,通过与平面K型节点对比,得出空间节点与平面节点承载力的比值。所得结论可为《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)修订提供参考。
通过对不同参数的空间KK型方管节点的有限元计算,得出节点承载力与相关参数间的关系,并拟合出支杆的轴力系数n=-0.5(支杆受拉)时节点承载力的计算公式。另外,通过与平面K型节点对比,得出空间节点与平面节点承载力的比值。所得结论可为《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)修订提供参考。
2007, 22(2): 29-32.
doi: 10.13206/j.gjg200702008
摘要:
迄今为止,我国有关焊接铝合金构件残余应力的研究还不多见。由于铝合金与钢型材的材性等方面有诸多不同,使得焊接对铝合金的影响变得更为复杂。作为焊接影响的一个重要方面,焊接残余应力的分布规律成为迫切需要研究的重要课题。为此,采用切片法对两种方式焊接的铝合金工字型截面构件的残余应力进行了测试。通过对测试数据的分析整理,得出纵向焊接工字型截面构件残余应力的分布情况。为进一步总结焊接铝合金构件残余应力的分布规律及研究残余应力对构件承载力的影响提供了基础。
迄今为止,我国有关焊接铝合金构件残余应力的研究还不多见。由于铝合金与钢型材的材性等方面有诸多不同,使得焊接对铝合金的影响变得更为复杂。作为焊接影响的一个重要方面,焊接残余应力的分布规律成为迫切需要研究的重要课题。为此,采用切片法对两种方式焊接的铝合金工字型截面构件的残余应力进行了测试。通过对测试数据的分析整理,得出纵向焊接工字型截面构件残余应力的分布情况。为进一步总结焊接铝合金构件残余应力的分布规律及研究残余应力对构件承载力的影响提供了基础。
2007, 22(2): 33-35.
doi: 10.13206/j.gjg200702009
摘要:
通过弹簧单元模拟栓钉连接件的剪切滑移效应和考虑钢筋作用的混凝土单元,建立新型的非线性有限元分析模型。对3根叠合板组合梁进行非线性有限元计算分析,得到相应的荷载-位移过程曲线,并对组合梁的承载能力进行评估。分析结果表明,计算结果与试验结果较为吻合。
通过弹簧单元模拟栓钉连接件的剪切滑移效应和考虑钢筋作用的混凝土单元,建立新型的非线性有限元分析模型。对3根叠合板组合梁进行非线性有限元计算分析,得到相应的荷载-位移过程曲线,并对组合梁的承载能力进行评估。分析结果表明,计算结果与试验结果较为吻合。
2007, 22(2): 36-39.
doi: 10.13206/j.gjg200702010
摘要:
考察无横隔板及有贯通横隔板加强的圆钢管混凝土结构梁柱节点的应变规律及强度计算法,对6个节点局部试件柱-钢梁翼缘节点进行试验,通过屈服线理论分析,讨论两种节点的应变规律并进行强度比较,最后提出节点抗拉全塑性强度和最大强度的计算方法,试验值与计算值较吻合。
考察无横隔板及有贯通横隔板加强的圆钢管混凝土结构梁柱节点的应变规律及强度计算法,对6个节点局部试件柱-钢梁翼缘节点进行试验,通过屈服线理论分析,讨论两种节点的应变规律并进行强度比较,最后提出节点抗拉全塑性强度和最大强度的计算方法,试验值与计算值较吻合。
2007, 22(2): 40-42.
doi: 10.13206/j.gjg200702011
摘要:
针对钢结构有限元建模中出现的问题,提出基于时域下的模型相关性检验方法。在对时域响应序列二值化得到0-1序列的基础上,运用互信息量方法对试验与计算响应序列进行相关分析,进而检验钢结构节点计算模型的动态特性。结果表明,互信息量相关方法能有效地反映计算模型与实际结构的相关程度,用于检验钢结构计算模型节点焊缝处材料参数的合理性。
针对钢结构有限元建模中出现的问题,提出基于时域下的模型相关性检验方法。在对时域响应序列二值化得到0-1序列的基础上,运用互信息量方法对试验与计算响应序列进行相关分析,进而检验钢结构节点计算模型的动态特性。结果表明,互信息量相关方法能有效地反映计算模型与实际结构的相关程度,用于检验钢结构计算模型节点焊缝处材料参数的合理性。
2007, 22(2): 43-47.
doi: 10.13206/j.gjg200702012
摘要:
广州白云机场东三、西三连接楼为一期工程的近期扩建内容,在结构设计上进行进一步的改进。屋盖结构利用张拉膜采光窗的之字形边桁架,以解决主桁架的侧向稳定问题,从而取消了一期设计的数道纵向次桁架。对节点进行了改进,支座、人字柱端节点、多管相贯桁架节点等部位采用了铸钢节点。
广州白云机场东三、西三连接楼为一期工程的近期扩建内容,在结构设计上进行进一步的改进。屋盖结构利用张拉膜采光窗的之字形边桁架,以解决主桁架的侧向稳定问题,从而取消了一期设计的数道纵向次桁架。对节点进行了改进,支座、人字柱端节点、多管相贯桁架节点等部位采用了铸钢节点。
2007, 22(2): 48-50.
doi: 10.13206/j.gjg200702013
摘要:
南通珠算博物馆主体结构采用混凝土结构,屋盖及玻璃幕墙支承体系采用钢结构。由于博物馆功能上的特殊要求,造成其独特的立面建筑造型,给结构设计带来很多困难。简要阐述该工程钢结构部分的设计,包括屋盖的结构选型、荷载取值、主要构件的计算等方面的内容。
南通珠算博物馆主体结构采用混凝土结构,屋盖及玻璃幕墙支承体系采用钢结构。由于博物馆功能上的特殊要求,造成其独特的立面建筑造型,给结构设计带来很多困难。简要阐述该工程钢结构部分的设计,包括屋盖的结构选型、荷载取值、主要构件的计算等方面的内容。
2007, 22(2): 51-53.
doi: 10.13206/j.gjg200702014
摘要:
从结构选型、材料选择出发,把满足使用功能的可变性、满足建筑使用空间上的大跨度与减少梁高的双重要求贯彻到整个设计过程中,把钢梁与体外预应力结合使用,使所设计的建筑达到安全、经济、实用、美观的要求。
从结构选型、材料选择出发,把满足使用功能的可变性、满足建筑使用空间上的大跨度与减少梁高的双重要求贯彻到整个设计过程中,把钢梁与体外预应力结合使用,使所设计的建筑达到安全、经济、实用、美观的要求。
2007, 22(2): 54-56.
doi: 10.13206/j.gjg200702015
摘要:
目前国内端板连接计算还没有设计规范,理论方面也在探讨研究中。我国现行规程关于端板连接承载力的设计计算方法还没有考虑端板加劲肋对节点承载力的影响。采用通用有限元软件ANSYS 10.0综合考虑三重非线性的影响,同时考虑螺栓预拉力的影响,对考虑端板厚度、端板加劲肋的设置、螺栓直径、摩擦系数等参数不同的3个系列28个门式刚架梁柱节点试件进行有限元数值模拟,对连接节点的性能进行分析研究,提出设计建议以供参考。
目前国内端板连接计算还没有设计规范,理论方面也在探讨研究中。我国现行规程关于端板连接承载力的设计计算方法还没有考虑端板加劲肋对节点承载力的影响。采用通用有限元软件ANSYS 10.0综合考虑三重非线性的影响,同时考虑螺栓预拉力的影响,对考虑端板厚度、端板加劲肋的设置、螺栓直径、摩擦系数等参数不同的3个系列28个门式刚架梁柱节点试件进行有限元数值模拟,对连接节点的性能进行分析研究,提出设计建议以供参考。
2007, 22(2): 57-61.
doi: 10.13206/j.gjg200702016
摘要:
钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱结构推广应用的关键技术所在。提出一种新型钢管混凝土柱环板节点,并利用有限元分析软件ANSYS,对该新型钢管混凝土柱环板节点进行空间非线性有限元分析,分析垂直对称荷载作用下该新型构造节点内的应力分布情况和内力传递机理,并与穿心节点和不穿心的环梁节点进行比较分析。分析结果表明,该新型钢管混凝土柱环板节点能有效地传递梁端内力,且构造简单,施工方便,可为钢管混凝土柱节点的设计提供参考和选择。
钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱结构推广应用的关键技术所在。提出一种新型钢管混凝土柱环板节点,并利用有限元分析软件ANSYS,对该新型钢管混凝土柱环板节点进行空间非线性有限元分析,分析垂直对称荷载作用下该新型构造节点内的应力分布情况和内力传递机理,并与穿心节点和不穿心的环梁节点进行比较分析。分析结果表明,该新型钢管混凝土柱环板节点能有效地传递梁端内力,且构造简单,施工方便,可为钢管混凝土柱节点的设计提供参考和选择。
2007, 22(2): 62-68.
doi: 10.13206/j.gjg200702017
摘要:
混合梁桥是桥梁结构向大跨度发展的一种重要桥型,对混合梁的钢-混凝土结合段结构形式和剪力连接件主要是PBL键的发展与应用进行评述,结合世界第一座混合梁悬索桥的设计并通过PBL剪力键和栓钉对比推出试验、钢-混凝土结合段接头的对比试验、钢-混凝土结合段1∶4缩尺模型试验,得出一些有益的结论,为今后钢混结合段的设计与优化提供参考。
混合梁桥是桥梁结构向大跨度发展的一种重要桥型,对混合梁的钢-混凝土结合段结构形式和剪力连接件主要是PBL键的发展与应用进行评述,结合世界第一座混合梁悬索桥的设计并通过PBL剪力键和栓钉对比推出试验、钢-混凝土结合段接头的对比试验、钢-混凝土结合段1∶4缩尺模型试验,得出一些有益的结论,为今后钢混结合段的设计与优化提供参考。
2007, 22(2): 68-70.
doi: 10.13206/j.gjg200702018
摘要:
通过宝钢集团公司不锈钢分公司主办公楼的设计实践,在“人性化的办公环境、生态和节能、表皮处理”等方面做了一些有益的尝试,为信息时代的钢铁企业办公建筑的设计,提出新的思路。
通过宝钢集团公司不锈钢分公司主办公楼的设计实践,在“人性化的办公环境、生态和节能、表皮处理”等方面做了一些有益的尝试,为信息时代的钢铁企业办公建筑的设计,提出新的思路。
2007, 22(2): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg200702019
摘要:
将《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002),用于计算比Q345钢强度更高的钢材制成的冷弯薄壁非卷边等边角钢和槽钢柱。对计算结果与试验、有限元分析结果及国外规范计算结果进行比较发现,对两端固支的槽钢和宽厚比大于25的等边角钢,计算偏于安全,对宽厚比小于25的等边角钢和两端铰支槽钢的安全性有待研究。提出采用多条柱子曲线以适应不同截面、不同壁厚、不同强度的高强度冷弯薄壁型钢柱。
将《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002),用于计算比Q345钢强度更高的钢材制成的冷弯薄壁非卷边等边角钢和槽钢柱。对计算结果与试验、有限元分析结果及国外规范计算结果进行比较发现,对两端固支的槽钢和宽厚比大于25的等边角钢,计算偏于安全,对宽厚比小于25的等边角钢和两端铰支槽钢的安全性有待研究。提出采用多条柱子曲线以适应不同截面、不同壁厚、不同强度的高强度冷弯薄壁型钢柱。
2007, 22(2): 75-77.
doi: 10.13206/j.gjg200702020
摘要:
通过参与南京三桥钢塔柱制造与架设建设,介绍了钢塔柱中特殊节段——钢混结合段的设计优化与制造的特点和难点。
通过参与南京三桥钢塔柱制造与架设建设,介绍了钢塔柱中特殊节段——钢混结合段的设计优化与制造的特点和难点。
2007, 22(2): 78-81.
doi: 10.13206/j.gjg200702021
摘要:
北京首都国际机场地面交通中心(GTC)是进出国门的一个窗口,整个钢屋架结构设计线条流畅,造型新颖别致,充分体现了现代建筑风格和新的都市风貌。其主拱跨度大,呈双曲面,外形复杂,并有较高的起拱度,安装精度要求高,在安装场地小、施工周期紧的情况下,采用液压同步滑移技术,取得了预期的效果。
北京首都国际机场地面交通中心(GTC)是进出国门的一个窗口,整个钢屋架结构设计线条流畅,造型新颖别致,充分体现了现代建筑风格和新的都市风貌。其主拱跨度大,呈双曲面,外形复杂,并有较高的起拱度,安装精度要求高,在安装场地小、施工周期紧的情况下,采用液压同步滑移技术,取得了预期的效果。
2007, 22(2): 81-84.
doi: 10.13206/j.gjg200702022
摘要:
在介绍支持向量机的理论基础及其在时间序列预测中应用方法的基础上,建立一种基于支持向量机的结构变形预测方法。通过在某会展中心张弦桁架实际变形数据中的应用并与AR模型预测方法进行对比,验证了基于支持向量机的结构变形预测方法的准确性和优越性,该方法有较高的预测精度,并且在预测区间较长情况下同样有效,具有较大的研究意义并可以在实际预测中应用。
在介绍支持向量机的理论基础及其在时间序列预测中应用方法的基础上,建立一种基于支持向量机的结构变形预测方法。通过在某会展中心张弦桁架实际变形数据中的应用并与AR模型预测方法进行对比,验证了基于支持向量机的结构变形预测方法的准确性和优越性,该方法有较高的预测精度,并且在预测区间较长情况下同样有效,具有较大的研究意义并可以在实际预测中应用。
2007, 22(2): 85-88.
doi: 10.13206/j.gjg200702023
摘要:
以江苏省沙钢集团5 000 mm宽厚轧机工程为例,重点介绍超大箱形钢结构吊车梁(长62.5 m,宽3 m,高5.8 m)不同于一般吊车梁的施工方法。
以江苏省沙钢集团5 000 mm宽厚轧机工程为例,重点介绍超大箱形钢结构吊车梁(长62.5 m,宽3 m,高5.8 m)不同于一般吊车梁的施工方法。
2007, 22(2): 88-89.
doi: 10.13206/j.gjg200702024
摘要:
对多高层钢结构CAD软件——SS2000图形平台的开发、图纸自动生成的数据组织及实现方式给予介绍,并对出图模块的主要功能给予讲解。
对多高层钢结构CAD软件——SS2000图形平台的开发、图纸自动生成的数据组织及实现方式给予介绍,并对出图模块的主要功能给予讲解。
2007, 22(2): 90-92.
doi: 10.13206/j.gjg200702025
摘要:
通过对各种钢结构连接节点的特征进行分析,提出钢结构连接节点的多个特征参数,总结出一套适用于计算机软件实现的分类方法;进而采用基于规则的专家系统技术,实现一个可以自动进行推理,并给出相应结论的原型系统。
通过对各种钢结构连接节点的特征进行分析,提出钢结构连接节点的多个特征参数,总结出一套适用于计算机软件实现的分类方法;进而采用基于规则的专家系统技术,实现一个可以自动进行推理,并给出相应结论的原型系统。
2007, 22(2): 93-94.
doi: 10.13206/j.gjg200702026
摘要:
考虑锚栓服役时实际参与抗剪这一特性,给出了柱底板是否需要设置抗剪键的简易判断方法。在阐述柱底板与抗剪键间连接焊缝的承载能力机理的基础上指出连接焊缝是处在拉力和剪力共同的作用下,沿焊缝方向不会形成薄弱环节;同时针对工程中柱基常采用的3种不同构造形式,提出不同构造形式应采用不同的摩擦系数。
考虑锚栓服役时实际参与抗剪这一特性,给出了柱底板是否需要设置抗剪键的简易判断方法。在阐述柱底板与抗剪键间连接焊缝的承载能力机理的基础上指出连接焊缝是处在拉力和剪力共同的作用下,沿焊缝方向不会形成薄弱环节;同时针对工程中柱基常采用的3种不同构造形式,提出不同构造形式应采用不同的摩擦系数。
