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2007年 第22卷 第5期
2007, 22(5): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg200705001
摘要
摘要:
根据高层钢结构的震害和结构模型试验情况,分析了结构的破坏特征和抗震性能,在此基础上确定了高层钢结构的性能水准;结合所确定的地震设防水准,根据建筑物的重要性和使用功能,建立了高层钢结构的性能目标;同时阐述了耗能减震技术与实现性能目标的关系;为实现高层钢结构基于性能的抗震设计奠定基础。
根据高层钢结构的震害和结构模型试验情况,分析了结构的破坏特征和抗震性能,在此基础上确定了高层钢结构的性能水准;结合所确定的地震设防水准,根据建筑物的重要性和使用功能,建立了高层钢结构的性能目标;同时阐述了耗能减震技术与实现性能目标的关系;为实现高层钢结构基于性能的抗震设计奠定基础。
2007, 22(5): 6-9.
doi: 10.13206/j.gjg200705002
摘要:
分析了K形偏心支撑钢框架中耗能梁段的受力特性,利用非线性有限元程序探讨了耗能梁段长度对K形偏心支撑钢框架刚度、延性及耗能性能的影响,提出了初步设计时耗能梁段长度的取值范围。
分析了K形偏心支撑钢框架中耗能梁段的受力特性,利用非线性有限元程序探讨了耗能梁段长度对K形偏心支撑钢框架刚度、延性及耗能性能的影响,提出了初步设计时耗能梁段长度的取值范围。
2007, 22(5): 10-12.
doi: 10.13206/j.gjg200705003
摘要:
在复杂薄壁截面的几何性质精确计算的基础上,结合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)提出一种轴心受压开口冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计方法,建立了其优化数学模型,采用SQP算法求解该优化数学模型获得最优设计。算例表明该方法是有效的,为轴心受压单轴对称复杂截面的设计提供了一种很好的计算机辅助优化设计方法。
在复杂薄壁截面的几何性质精确计算的基础上,结合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)提出一种轴心受压开口冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计方法,建立了其优化数学模型,采用SQP算法求解该优化数学模型获得最优设计。算例表明该方法是有效的,为轴心受压单轴对称复杂截面的设计提供了一种很好的计算机辅助优化设计方法。
2007, 22(5): 13-16.
doi: 10.13206/j.gjg200705004
摘要:
通过对蚁群算法原理分析及对3跨24层168根杆件的钢框架采用蚁群算法的结构质量进行优化计算,并对此结构采用美国钢结构规范(AISC)、英国钢结构规范(BS5990)、中国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)3种规范体系对比分析,显示出了蚁群算法对基于TSP模型的此类结构优化设计具有很好的实用价值,为土木工程结构优化与分析计算提供了有效可行的方法。
通过对蚁群算法原理分析及对3跨24层168根杆件的钢框架采用蚁群算法的结构质量进行优化计算,并对此结构采用美国钢结构规范(AISC)、英国钢结构规范(BS5990)、中国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)3种规范体系对比分析,显示出了蚁群算法对基于TSP模型的此类结构优化设计具有很好的实用价值,为土木工程结构优化与分析计算提供了有效可行的方法。
2007, 22(5): 17-20.
doi: 10.13206/j.gjg200705005
摘要:
框架中梁柱连接大多介于完全刚接与理想铰接之间,即半刚性连接。提出了半刚性连接钢框架二阶内力与位移的简化计算方法。在计算内力时用弯矩放大法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度乘以修正系数来考虑;计算位移时用D值法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度转化为等效刚度来考虑。算例表明,在计算中应充分考虑半刚性连接的影响。
框架中梁柱连接大多介于完全刚接与理想铰接之间,即半刚性连接。提出了半刚性连接钢框架二阶内力与位移的简化计算方法。在计算内力时用弯矩放大法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度乘以修正系数来考虑;计算位移时用D值法,连接的影响通过将梁的抗弯刚度转化为等效刚度来考虑。算例表明,在计算中应充分考虑半刚性连接的影响。
2007, 22(5): 21-24.
doi: 10.13206/j.gjg200705006
摘要:
随着对梁柱节点性能研究的深入,发现连接性能对结构性能有着很大的影响,同时在进行结构柱构件稳定计算时必须考虑柱端约束条件,因此需要将柱端连接性能的影响反映到约束条件中去。现有规范并未就如何考虑连接半刚性性能对柱构件计算长度的影响作出可供直接采用的计算方法。结合规范的制订依据提出了考虑连接性能对柱计算长度影响的计算方法;全盘考虑连接性能对层间整体稳定的影响。
随着对梁柱节点性能研究的深入,发现连接性能对结构性能有着很大的影响,同时在进行结构柱构件稳定计算时必须考虑柱端约束条件,因此需要将柱端连接性能的影响反映到约束条件中去。现有规范并未就如何考虑连接半刚性性能对柱构件计算长度的影响作出可供直接采用的计算方法。结合规范的制订依据提出了考虑连接性能对柱计算长度影响的计算方法;全盘考虑连接性能对层间整体稳定的影响。
2007, 22(5): 25-29.
doi: 10.13206/j.gjg200705007
摘要:
北京理工大学体育文化综合馆钢结构屋盖采用了主桁架拱悬吊屋面桁架的结构形式,主拱是由钢管桁架组成的截面形式为平行四边形的圆弧拱,屋架采用由钢管组成的倒三角形曲线桁架。首先利用有限元法,分析钢屋盖在不同荷载组合工况下的内力和变形;其次对在结构中起重要作用的主桁架拱,进行弹性屈曲分析及弹塑性极限承载力分析,以评价主桁架拱承载力的安全储备;最后针对主拱混凝土支墩在施工中出现的裂缝问题,进行较为精确的数值分析,并讨论在不同荷载条件下的应力和裂缝分布。
北京理工大学体育文化综合馆钢结构屋盖采用了主桁架拱悬吊屋面桁架的结构形式,主拱是由钢管桁架组成的截面形式为平行四边形的圆弧拱,屋架采用由钢管组成的倒三角形曲线桁架。首先利用有限元法,分析钢屋盖在不同荷载组合工况下的内力和变形;其次对在结构中起重要作用的主桁架拱,进行弹性屈曲分析及弹塑性极限承载力分析,以评价主桁架拱承载力的安全储备;最后针对主拱混凝土支墩在施工中出现的裂缝问题,进行较为精确的数值分析,并讨论在不同荷载条件下的应力和裂缝分布。
2007, 22(5): 30-32.
doi: 10.13206/j.gjg200705008
摘要:
冷弯矩形钢管在冷成型过程中提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性。利用分析软件ANSYS,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点和焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的屈服荷载、极限荷载及位移延性进行对比分析,探讨冷弯矩形钢管的冷成型过程对节点性能的影响。
冷弯矩形钢管在冷成型过程中提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性。利用分析软件ANSYS,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点和焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的屈服荷载、极限荷载及位移延性进行对比分析,探讨冷弯矩形钢管的冷成型过程对节点性能的影响。
2007, 22(5): 33-37.
doi: 10.13206/j.gjg200705009
摘要:
目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度-K呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度-K为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度-K没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度-K有较大程度的下降。另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求。
目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度-K呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度-K为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度-K没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度-K有较大程度的下降。另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求。
2007, 22(5): 38-41.
doi: 10.13206/j.gjg200705010
摘要:
性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。巨型垂直轴风力发电机,从结构上讲属于高耸的桅杆结构,同时工作状态下具有转子的某些特性,构成桅杆结构和动力转子相互作用的复杂结构体系。通过对其动力特性的分析,揭示其转子与纤绳这两部分的动力特性。
性能优越的垂直轴风力发电机正越来越受到关注。巨型垂直轴风力发电机,从结构上讲属于高耸的桅杆结构,同时工作状态下具有转子的某些特性,构成桅杆结构和动力转子相互作用的复杂结构体系。通过对其动力特性的分析,揭示其转子与纤绳这两部分的动力特性。
2007, 22(5): 42-45.
doi: 10.13206/j.gjg200705011
摘要:
介绍了某大跨度混凝土屋面厂房的工程概况,比较分析了钢筋混凝土结构、普通钢框架结构和刚桁架结构3种结构选型。在选定的刚桁架结构的基础上,进行了刚桁架的结构分析、节点设计、楼屋面组合梁及混凝土结构分缝的设计。通过对本工程的分析,体现了钢结构在大跨度工程设计上的灵活性及优越性。
介绍了某大跨度混凝土屋面厂房的工程概况,比较分析了钢筋混凝土结构、普通钢框架结构和刚桁架结构3种结构选型。在选定的刚桁架结构的基础上,进行了刚桁架的结构分析、节点设计、楼屋面组合梁及混凝土结构分缝的设计。通过对本工程的分析,体现了钢结构在大跨度工程设计上的灵活性及优越性。
2007, 22(5): 46-47.
doi: 10.13206/j.gjg200705012
摘要:
运用小变形弹性稳定理论,通过分析下端刚接的带悬伸段柱的计算模型,导出相应的稳定方程,并将求得的计算长度系数的数值解与下端铰接时的计算长度系数进行对比分析。通过对相应临界荷载的对比分析,指出在确定计算长度系数时常犯的错误。同时给出下端刚接的带悬伸段柱的计算长度系数的设计表格和简化公式。
运用小变形弹性稳定理论,通过分析下端刚接的带悬伸段柱的计算模型,导出相应的稳定方程,并将求得的计算长度系数的数值解与下端铰接时的计算长度系数进行对比分析。通过对相应临界荷载的对比分析,指出在确定计算长度系数时常犯的错误。同时给出下端刚接的带悬伸段柱的计算长度系数的设计表格和简化公式。
2007, 22(5): 48-49.
doi: 10.13206/j.gjg200705013
摘要:
在满足构造要求的基础上,提出螺栓连接不等间距的排列方式,并与等间距的排列方式进行承载力的对比分析。实例计算表明,在承载力相同的情况下,按照不等间距的排列方式能够节约大概20%的螺栓。
在满足构造要求的基础上,提出螺栓连接不等间距的排列方式,并与等间距的排列方式进行承载力的对比分析。实例计算表明,在承载力相同的情况下,按照不等间距的排列方式能够节约大概20%的螺栓。
2007, 22(5): 50-53.
doi: 10.13206/j.gjg200705014
摘要:
指出保温层厚度不足、围护结构热阻过小、冷桥的存在、隔汽层失效等是现有轻钢结构纺织厂房屋顶结露的主要原因,并提出了相应的防结露措施,为钢结构纺织厂房的正确设计、施工提供参考。
指出保温层厚度不足、围护结构热阻过小、冷桥的存在、隔汽层失效等是现有轻钢结构纺织厂房屋顶结露的主要原因,并提出了相应的防结露措施,为钢结构纺织厂房的正确设计、施工提供参考。
2007, 22(5): 54-56.
doi: 10.13206/j.gjg200705015
摘要:
采用新颁布的《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2—2005)对某铁路全焊上承式板梁桥的主梁进行疲劳验算,发现该铁路钢板梁桥主梁跨中截面、外层盖板端焊缝处、内层盖板变宽度连接焊缝处的疲劳强度均不满足新规范要求。按照新颁规范对主梁重新进行设计,提出钢板梁外层盖板理论切断点应按疲劳容许应力幅方法来确定的设计原则,并提出预防既有铁路钢板梁桥疲劳破坏的对策。
采用新颁布的《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2—2005)对某铁路全焊上承式板梁桥的主梁进行疲劳验算,发现该铁路钢板梁桥主梁跨中截面、外层盖板端焊缝处、内层盖板变宽度连接焊缝处的疲劳强度均不满足新规范要求。按照新颁规范对主梁重新进行设计,提出钢板梁外层盖板理论切断点应按疲劳容许应力幅方法来确定的设计原则,并提出预防既有铁路钢板梁桥疲劳破坏的对策。
2007, 22(5): 57-60.
doi: 10.13206/j.gjg200705016
摘要:
对高炉无料钟的发展、主要特点给予介绍,重点对炉顶主要构件——环梁的荷载组合、应力、变形及应力集中现象等问题进行讨论,对材料选用、制造中焊接时采取的措施等给予介绍。
对高炉无料钟的发展、主要特点给予介绍,重点对炉顶主要构件——环梁的荷载组合、应力、变形及应力集中现象等问题进行讨论,对材料选用、制造中焊接时采取的措施等给予介绍。
2007, 22(5): 61-64.
doi: 10.13206/j.gjg200705017
摘要:
大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以改善其力学性能。当这种合金焊接后除了产生残余应力外,在焊缝附近还将产生强度明显降低的热影响区(HAZ)。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多。这将使得铝合金受压杆件的屈曲性能变得更为复杂。对贴角焊和剖口焊这两种焊接方式的工字型铝合金中心受压杆件进行试验研究,并将试验结果同即将颁布的国标《铝合金结构设计规范》(送审稿)及欧洲规范9(EC9)进行比较。结果表明,通常情况下,对于贴角焊构件,规范结果与试验结果吻合较好;而对于剖口焊构件,规范结果偏保守。
大多数结构用铝合金通常要经过热处理或加工硬化以改善其力学性能。当这种合金焊接后除了产生残余应力外,在焊缝附近还将产生强度明显降低的热影响区(HAZ)。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多,因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多。这将使得铝合金受压杆件的屈曲性能变得更为复杂。对贴角焊和剖口焊这两种焊接方式的工字型铝合金中心受压杆件进行试验研究,并将试验结果同即将颁布的国标《铝合金结构设计规范》(送审稿)及欧洲规范9(EC9)进行比较。结果表明,通常情况下,对于贴角焊构件,规范结果与试验结果吻合较好;而对于剖口焊构件,规范结果偏保守。
2007, 22(5): 65-69.
doi: 10.13206/j.gjg200705018
摘要:
空间弯扭箱形截面构件的轴线在两个主平面内弯曲,其横截面同时还发生扭转,此类构件加工详图的设计是国家体育场钢结构深化设计工作的一个技术难点。分析了空间弯扭构件的几何构造特点,研究了构件的三维造型方法,建立了对应的数字化计算机模型,编制了壁板展开放样的计算机算法。在AutoCAD图形平台上以Ob-jectARX和C++语言为工具开发了空间弯扭构件的三维建模及壁板展开放样的软件系统。该软件已被成功地应用于国家体育场钢结构的深化设计工作中。
空间弯扭箱形截面构件的轴线在两个主平面内弯曲,其横截面同时还发生扭转,此类构件加工详图的设计是国家体育场钢结构深化设计工作的一个技术难点。分析了空间弯扭构件的几何构造特点,研究了构件的三维造型方法,建立了对应的数字化计算机模型,编制了壁板展开放样的计算机算法。在AutoCAD图形平台上以Ob-jectARX和C++语言为工具开发了空间弯扭构件的三维建模及壁板展开放样的软件系统。该软件已被成功地应用于国家体育场钢结构的深化设计工作中。
2007, 22(5): 70-73.
doi: 10.13206/j.gjg200705019
摘要:
对舟山大陆连岛工程桃夭门大桥主桥钢箱梁制造关键工艺技术进行了介绍,并阐述了生产过程中的质量控制措施。
对舟山大陆连岛工程桃夭门大桥主桥钢箱梁制造关键工艺技术进行了介绍,并阐述了生产过程中的质量控制措施。
2007, 22(5): 74-77.
doi: 10.13206/j.gjg200705020
摘要:
南京长江第三大桥南塔钢套箱为哑铃形结构,简要介绍了南京长江第三大桥南塔钢套箱的结构特点、首节段制作工艺、关键控制项点以及质量保证措施。
南京长江第三大桥南塔钢套箱为哑铃形结构,简要介绍了南京长江第三大桥南塔钢套箱的结构特点、首节段制作工艺、关键控制项点以及质量保证措施。
2007, 22(5): 78-80.
doi: 10.13206/j.gjg200705021
摘要:
介绍了舟山新城大桥钢管混凝土提篮式系杆拱桥的施工工艺及质量控制,重点阐述了钢管拱肋的制造工艺及精度控制技术,意在为同类桥梁的施工提供参考。
介绍了舟山新城大桥钢管混凝土提篮式系杆拱桥的施工工艺及质量控制,重点阐述了钢管拱肋的制造工艺及精度控制技术,意在为同类桥梁的施工提供参考。
2007, 22(5): 81-84.
doi: 10.13206/j.gjg200705022
摘要:
详细介绍了石门大桥拉索病害的检测方法和步骤。通过下锚头渗水检测,指出渗水是由于桥面雨水进入锚箱钢套管所致。分析了护套破损成因及其规律,发现拉索护套破损数量与拉索长度线性相关。提出了一种划分钢丝锈蚀等级的方法。通过对换下旧索进行剖索检测,分析了拉索截面锈蚀分布规律以及沿长锈蚀分布规律。
详细介绍了石门大桥拉索病害的检测方法和步骤。通过下锚头渗水检测,指出渗水是由于桥面雨水进入锚箱钢套管所致。分析了护套破损成因及其规律,发现拉索护套破损数量与拉索长度线性相关。提出了一种划分钢丝锈蚀等级的方法。通过对换下旧索进行剖索检测,分析了拉索截面锈蚀分布规律以及沿长锈蚀分布规律。
2007, 22(5): 85-87.
doi: 10.13206/j.gjg200705023
摘要:
以数据文件为接口,在ANSYS中调用C++语言编制的可执行程序,将C++的强大字符操作功能和数据处理功能与ANSYS有机结合起来,实现ANSYS的二次开发,方便而有效地解决ANSYS中Beam188和Beam189单元施加初始残余应力困难的问题。
以数据文件为接口,在ANSYS中调用C++语言编制的可执行程序,将C++的强大字符操作功能和数据处理功能与ANSYS有机结合起来,实现ANSYS的二次开发,方便而有效地解决ANSYS中Beam188和Beam189单元施加初始残余应力困难的问题。
2007, 22(5): 88-92.
doi: 10.13206/j.gjg200705024
摘要:
对结构分析软件STAAD二次开发的一些经验进行介绍,并对开发中存储、查询数据的两种方案的效率进行比较。
对结构分析软件STAAD二次开发的一些经验进行介绍,并对开发中存储、查询数据的两种方案的效率进行比较。
