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2012年 第27卷 第10期
2012, 27(10): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg201210001
摘要
摘要:
在低屈服点钢板剪力墙体系中,内嵌钢板使用低屈服点钢,周边框架使用普通钢材。采用数值方法研究低屈服点钢板剪力墙在单调荷载作用下的抗剪性能和在反复周期荷载作用下的滞回性能。对内嵌钢板的屈服强度和高厚比进行参数分析,用于研究其对结构抗震性能的影响;分析显示低屈服点钢板剪力墙有很好的变形能力和耗能性能且能减小对主框架的影响。
在低屈服点钢板剪力墙体系中,内嵌钢板使用低屈服点钢,周边框架使用普通钢材。采用数值方法研究低屈服点钢板剪力墙在单调荷载作用下的抗剪性能和在反复周期荷载作用下的滞回性能。对内嵌钢板的屈服强度和高厚比进行参数分析,用于研究其对结构抗震性能的影响;分析显示低屈服点钢板剪力墙有很好的变形能力和耗能性能且能减小对主框架的影响。
2012, 27(10): 6-11.
doi: 10.13206/j.gjg201210002
摘要:
为系统研究双腹板角钢连接框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,根据低周往复荷载作用下的试验研究结果,采用ANSYS有限元分析软件进行循环荷载下滞回性能的有限元模拟,对比分析滞回曲线、骨架曲线、水平刚度及破坏模式的影响规律,结果表明有限元模拟结果与试验结果吻合较好。该研究成果可为进一步深入研究及工程设计与应用提供理论参考和技术储备。
为系统研究双腹板角钢连接框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,根据低周往复荷载作用下的试验研究结果,采用ANSYS有限元分析软件进行循环荷载下滞回性能的有限元模拟,对比分析滞回曲线、骨架曲线、水平刚度及破坏模式的影响规律,结果表明有限元模拟结果与试验结果吻合较好。该研究成果可为进一步深入研究及工程设计与应用提供理论参考和技术储备。
2012, 27(10): 12-16.
doi: 10.13206/j.gjg201210003
摘要:
深圳北站东西广场人行天桥位于深圳火车北站站房北侧,联系北站东、西广场。天桥总长约346m,跨度43m,桥面宽12m。针对人行天桥大跨度桥面的振动舒适度问题,建立天桥的整体有限元模型,以IABSE建议的单人步行激励为基础,人行步频为1.6～2.4Hz,考虑行人起步相位随机分布,通过多点输入时程分析方法求得结构的加速度响应,对该天桥进行了人行走舒适度分析,并参考ATC给出天桥的人行舒适度性能水准。分析研究表明该天桥具有适宜的人行舒适度,计算分析得到结构响应较大处,并据此对结构设计进行有针对性的加强,以有效地提高其舒适度。所采用的计算分析方法及天桥人行舒适度性能水准对同类型大跨天桥结构设计具有一定的参考价值。
深圳北站东西广场人行天桥位于深圳火车北站站房北侧,联系北站东、西广场。天桥总长约346m,跨度43m,桥面宽12m。针对人行天桥大跨度桥面的振动舒适度问题,建立天桥的整体有限元模型,以IABSE建议的单人步行激励为基础,人行步频为1.6～2.4Hz,考虑行人起步相位随机分布,通过多点输入时程分析方法求得结构的加速度响应,对该天桥进行了人行走舒适度分析,并参考ATC给出天桥的人行舒适度性能水准。分析研究表明该天桥具有适宜的人行舒适度,计算分析得到结构响应较大处,并据此对结构设计进行有针对性的加强,以有效地提高其舒适度。所采用的计算分析方法及天桥人行舒适度性能水准对同类型大跨天桥结构设计具有一定的参考价值。
2012, 27(10): 17-20.
doi: 10.13206/j.gjg201210004
摘要:
组合梁结构设计中组合梁抗弯承载力和稳定性分析很关键,但由于组合钢梁上翼缘受混凝土楼板约束,其稳定性分析与我国现行规范规定的自由梁弯扭失稳不同,我国钢结构设计规范采用的限制绕弱轴长细比的方法,未能考虑楼板作用,不适用于组合钢梁的稳定性分析。此外,在连续组合梁的负弯矩区,局部稳定问题也要考虑。结合深圳北站站房楼盖组合梁的工程实例,采用我国规范GB 50017-2003《钢结构设计规范》和欧洲规范EC4,对组合梁抗弯承载力和稳定性进行了计算分析,同时,利用通用有限元程序SAP 2000对组合钢梁进行了弹性屈曲分析,进一步确保了结构的安全。所采用的计算分析方法可供同类工程参考。
组合梁结构设计中组合梁抗弯承载力和稳定性分析很关键,但由于组合钢梁上翼缘受混凝土楼板约束,其稳定性分析与我国现行规范规定的自由梁弯扭失稳不同,我国钢结构设计规范采用的限制绕弱轴长细比的方法,未能考虑楼板作用,不适用于组合钢梁的稳定性分析。此外,在连续组合梁的负弯矩区,局部稳定问题也要考虑。结合深圳北站站房楼盖组合梁的工程实例,采用我国规范GB 50017-2003《钢结构设计规范》和欧洲规范EC4,对组合梁抗弯承载力和稳定性进行了计算分析,同时,利用通用有限元程序SAP 2000对组合钢梁进行了弹性屈曲分析,进一步确保了结构的安全。所采用的计算分析方法可供同类工程参考。
2012, 27(10): 21-23.
doi: 10.13206/j.gjg201210005
摘要:
基于断裂力学疲劳裂纹扩展理论,分析了摩擦型连接高强螺栓疲劳性能与连接接触面摩擦系数和温度的关系。建立摩擦型高强螺栓3维有限元模型,计算其在不同摩擦系数和温度下的疲劳寿命和疲劳损伤。结果表明:摩擦型连接高强螺栓节点的疲劳寿命随着摩擦系数的增加而降低,随温度的增加而降低。抗摩擦系数越大疲劳损伤越严重,温度越高结构的疲劳损伤也越大。随摩擦系数增加,接触面的几何不连续程度增加,导致裂纹的扩展速率加快、结构的安全系数降低;随温度的升高,结构的安全系数降低。研究成果可为今后相关构件的疲劳设计提供参考。
基于断裂力学疲劳裂纹扩展理论,分析了摩擦型连接高强螺栓疲劳性能与连接接触面摩擦系数和温度的关系。建立摩擦型高强螺栓3维有限元模型,计算其在不同摩擦系数和温度下的疲劳寿命和疲劳损伤。结果表明:摩擦型连接高强螺栓节点的疲劳寿命随着摩擦系数的增加而降低,随温度的增加而降低。抗摩擦系数越大疲劳损伤越严重,温度越高结构的疲劳损伤也越大。随摩擦系数增加,接触面的几何不连续程度增加,导致裂纹的扩展速率加快、结构的安全系数降低;随温度的升高,结构的安全系数降低。研究成果可为今后相关构件的疲劳设计提供参考。
2012, 27(10): 24-27.
doi: 10.13206/j.gjg201210008
摘要:
研究方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点在单调荷载作用下的破坏机理和受力性能。通过有限元软件ANSYS对梁柱节点进行非线性有限元分析,构件最后破坏时,节点区的钢管壁产生了严重的扭曲变形,模型的实体单元遭到严重破坏。方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点具有优良的刚度及耗能能力,加强环的设置有效地降低了节点区的应力集中。采用ANSYS有限元程序进行钢管混凝土节点非线性有限元分析是可行的。
研究方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点在单调荷载作用下的破坏机理和受力性能。通过有限元软件ANSYS对梁柱节点进行非线性有限元分析,构件最后破坏时,节点区的钢管壁产生了严重的扭曲变形,模型的实体单元遭到严重破坏。方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点具有优良的刚度及耗能能力,加强环的设置有效地降低了节点区的应力集中。采用ANSYS有限元程序进行钢管混凝土节点非线性有限元分析是可行的。
2012, 27(10): 28-31.
doi: 10.13206/j.gjg201210006
摘要:
深圳观澜版画艺术博物馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙与钢桁架的混合结构,结构体系较复杂。结构的屋面及上部楼层由跨度达40～54m的钢桁架组成,钢桁架支承于4个剪力墙筒体上,局部存在悬挑。结构内部空旷,楼板开洞较大,同时存在楼面标高复杂和楼板不连续的情况,属于平面和立面不规则的复杂高层结构。针对结构特点,进行结构弹性分析、钢桁架结构形式对比分析、混凝土收缩徐变分析、温度效应分析、舒适度分析、节点有限元分析。根据各项分析结果,采取有针对性的设计措施,取得明显的综合技术和经济效益。
深圳观澜版画艺术博物馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙与钢桁架的混合结构,结构体系较复杂。结构的屋面及上部楼层由跨度达40～54m的钢桁架组成,钢桁架支承于4个剪力墙筒体上,局部存在悬挑。结构内部空旷,楼板开洞较大,同时存在楼面标高复杂和楼板不连续的情况,属于平面和立面不规则的复杂高层结构。针对结构特点,进行结构弹性分析、钢桁架结构形式对比分析、混凝土收缩徐变分析、温度效应分析、舒适度分析、节点有限元分析。根据各项分析结果,采取有针对性的设计措施,取得明显的综合技术和经济效益。
2012, 27(10): 32-36.
doi: 10.13206/j.gjg201210007
摘要:
某重型工业厂房因施工原因造成吊车梁支座与下部肩梁的纵向偏差较大,需要评估其带来的影响并进行处理。采用有限元分析研究吊车梁支座偏心大小对肩梁局部受力的影响,并根据分析结果,给出了吊车梁支座纵向偏差的允许范围。对于超过允许偏差值且难以调整的,基于有限元分析结果,提出具体的肩梁加固措施。
某重型工业厂房因施工原因造成吊车梁支座与下部肩梁的纵向偏差较大,需要评估其带来的影响并进行处理。采用有限元分析研究吊车梁支座偏心大小对肩梁局部受力的影响,并根据分析结果,给出了吊车梁支座纵向偏差的允许范围。对于超过允许偏差值且难以调整的,基于有限元分析结果,提出具体的肩梁加固措施。
2012, 27(10): 37-41.
doi: 10.13206/j.gjg201210009
摘要:
对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。
对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。
2012, 27(10): 42-45.
doi: 10.13206/j.gjg201210010
摘要:
三管式空间桁架钢管混凝土拱桥,截面构造简洁,可较好兼顾拱肋的横向、竖向刚度需求,具有截面形状稳定、吊杆(立柱)传力直接、施工便捷的优点。结合贵阳市花溪大桥的设计,提出了三管式截面的设计方法,分析了大桥的静力性能和极限承载力,表明大桥具有较好的刚度和安全储备;研究了拱肋管内混凝土采用泵送自密实混凝土的应用工艺,综合检测表明应用效果良好。
三管式空间桁架钢管混凝土拱桥,截面构造简洁,可较好兼顾拱肋的横向、竖向刚度需求,具有截面形状稳定、吊杆(立柱)传力直接、施工便捷的优点。结合贵阳市花溪大桥的设计,提出了三管式截面的设计方法,分析了大桥的静力性能和极限承载力,表明大桥具有较好的刚度和安全储备;研究了拱肋管内混凝土采用泵送自密实混凝土的应用工艺,综合检测表明应用效果良好。
2012, 27(10): 46-50.
doi: 10.13206/j.gjg201210011
摘要:
以ANSYS有限元分析软件为工具,利用ANSYS提供的二次开发工具APDL进行命令流的参数化建模,对固定通道的一种结构模型进行有限元计算,得到多种载荷工况下的应力和变形,并对结构的强度和刚度进行了校核,同时在相应约束条件下对固定通道进行模态分析,计算得到固定通道的各阶固有频率,并将有限元计算结果与固定通道实际工作时的频率做比较,验证了固定通道结构的安全性。
以ANSYS有限元分析软件为工具,利用ANSYS提供的二次开发工具APDL进行命令流的参数化建模,对固定通道的一种结构模型进行有限元计算,得到多种载荷工况下的应力和变形,并对结构的强度和刚度进行了校核,同时在相应约束条件下对固定通道进行模态分析,计算得到固定通道的各阶固有频率,并将有限元计算结果与固定通道实际工作时的频率做比较,验证了固定通道结构的安全性。
2012, 27(10): 51-52.
doi: 10.13206/j.gjg201210012
摘要:
以江西新钢300万t薄板转炉工程连铸机大包回转台吊装专用吊具为例,对扁担型吊具的受力情况进行分析,并依据分析结果,对扁担型吊具截面尺寸的最终确定做了详细地分析与计算。经工程应用,效果良好。
以江西新钢300万t薄板转炉工程连铸机大包回转台吊装专用吊具为例,对扁担型吊具的受力情况进行分析,并依据分析结果,对扁担型吊具截面尺寸的最终确定做了详细地分析与计算。经工程应用,效果良好。
2012, 27(10): 53-59.
doi: 10.13206/j.gjg201210013
摘要:
依据笔者在建筑金属围护结构和钢结构技术领域30多年的工作经历,结合部分发达国家相关标准的修订情况,对新编《压型金属板应用技术规范》(征求意见稿),提出几方面问题进行研讨。主要包括基础性问题、规范特点、构造、参建单位的分工和责任等,以供新规范编制时参考,并希望与同行们一起讨论,共促新规范在选材、设计、施工、使用等条款上,达到更为科学、先进、实用的目的。
依据笔者在建筑金属围护结构和钢结构技术领域30多年的工作经历,结合部分发达国家相关标准的修订情况,对新编《压型金属板应用技术规范》(征求意见稿),提出几方面问题进行研讨。主要包括基础性问题、规范特点、构造、参建单位的分工和责任等,以供新规范编制时参考,并希望与同行们一起讨论,共促新规范在选材、设计、施工、使用等条款上,达到更为科学、先进、实用的目的。
2012, 27(10): 60-64.
doi: 10.13206/j.gjg201210014
摘要:
京沪高速铁路济南黄河桥钢桁梁采用板桁结合的两桁结构、宽桁设计,其主桁弦杆采用整体节点设计;由此而产生了整体节点下弦杆内侧竖板与水平板熔透焊缝质量保证、超长超宽大桥面横梁制作、竖杆与横联K形撑连接精度保证等技术难点。依据技术难点,分析制定下弦杆组装方法、桥面横梁拱度控制、竖杆盖板中部孔偏中控制等具有针对性的技术方案与措施,通过实施,该桥钢桁梁杆件制作质量满足相关制作规程的要求,证明所采取的技术措施合理、可行。
京沪高速铁路济南黄河桥钢桁梁采用板桁结合的两桁结构、宽桁设计,其主桁弦杆采用整体节点设计;由此而产生了整体节点下弦杆内侧竖板与水平板熔透焊缝质量保证、超长超宽大桥面横梁制作、竖杆与横联K形撑连接精度保证等技术难点。依据技术难点,分析制定下弦杆组装方法、桥面横梁拱度控制、竖杆盖板中部孔偏中控制等具有针对性的技术方案与措施,通过实施,该桥钢桁梁杆件制作质量满足相关制作规程的要求,证明所采取的技术措施合理、可行。
2012, 27(10): 65-67.
doi: 10.13206/j.gjg201210015
摘要:
针对南京淮河路匝道桥弯、坡、斜的结构特点,介绍钢箱梁在制作过程中采取的一系列工艺保证措施。采用划分小节段,每个梁段以直代曲工艺,不仅提高了生产效率,而且较好地保证了钢箱梁的水平曲线要求;采用单个梁段不设预拱,桥位起拱工艺不仅使制作简单化,而且保证了纵向拱度要求;采用全站仪精确测量定位,有效地控制了横坡、纵坡等各线型。通过以上工艺,解决了整个钢桥梁的曲线、纵坡、横坡线型等难题,取得了良好的效果。
针对南京淮河路匝道桥弯、坡、斜的结构特点,介绍钢箱梁在制作过程中采取的一系列工艺保证措施。采用划分小节段,每个梁段以直代曲工艺,不仅提高了生产效率,而且较好地保证了钢箱梁的水平曲线要求;采用单个梁段不设预拱,桥位起拱工艺不仅使制作简单化,而且保证了纵向拱度要求;采用全站仪精确测量定位,有效地控制了横坡、纵坡等各线型。通过以上工艺,解决了整个钢桥梁的曲线、纵坡、横坡线型等难题,取得了良好的效果。
2012, 27(10): 68-72.
doi: 10.13206/j.gjg201210016
摘要:
通过分析直径100m辐流沉淀池钢结构桁架在高浊度水系工作的破坏机理,对大跨度桁架的修复技术进行了探讨。结合实际,提出优化补强施工方案,对25处薄弱位置更换了刚度更强的杆件,并利用有限元计算对方案进行验证。分析结果表明,经过修复优化的桁架最大应力值减小了39%,最小稳定安全系数提高了1.77倍,该技术对同类设备的维护和施工具有一定的借鉴意义。
通过分析直径100m辐流沉淀池钢结构桁架在高浊度水系工作的破坏机理,对大跨度桁架的修复技术进行了探讨。结合实际,提出优化补强施工方案,对25处薄弱位置更换了刚度更强的杆件,并利用有限元计算对方案进行验证。分析结果表明,经过修复优化的桁架最大应力值减小了39%,最小稳定安全系数提高了1.77倍,该技术对同类设备的维护和施工具有一定的借鉴意义。
2012, 27(10): 73-76.
doi: 10.13206/j.gjg201210017
摘要:
钢结构建筑日益普遍,在各种结构形式中得到广泛应用。钢结构建筑分为工厂加工和现场安装2个环节,其质量安全控制是保障工程的关键。从影响钢结构工程质量与安全的5个因素入手,深入分析各个因素对整体工程的影响,总结各个因素的控制要点,阐述5M质量安全控制在钢结构工程中的运用。可为钢结构工程的质量安全控制工作提供一定的参考。
钢结构建筑日益普遍,在各种结构形式中得到广泛应用。钢结构建筑分为工厂加工和现场安装2个环节,其质量安全控制是保障工程的关键。从影响钢结构工程质量与安全的5个因素入手,深入分析各个因素对整体工程的影响,总结各个因素的控制要点,阐述5M质量安全控制在钢结构工程中的运用。可为钢结构工程的质量安全控制工作提供一定的参考。
2012, 27(10): 77-79.
doi: 10.13206/j.gjg201210018
摘要:
海上风机钢结构基础由于所处腐蚀环境恶劣,防腐设计关系风机基础的安全使用。针对浅海环境风机钢结构基础的防腐设计,主要介绍其防腐设计的内容,从近海海洋环境出发,对钢结构基础进行腐蚀分区,根据不同防腐方法的适用性,对不同的部位进行针对性的综合防腐设计。
海上风机钢结构基础由于所处腐蚀环境恶劣,防腐设计关系风机基础的安全使用。针对浅海环境风机钢结构基础的防腐设计,主要介绍其防腐设计的内容,从近海海洋环境出发,对钢结构基础进行腐蚀分区,根据不同防腐方法的适用性,对不同的部位进行针对性的综合防腐设计。
