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2013年 第28卷 第1期
2013, 28(1): 1-6.
doi: 10.13206/j.gjg201301001
摘要
摘要:
钢管结构在大跨公共建筑和中高层建筑中应用广泛,相贯节点和圆钢管分别是钢管结构中常见的节点形式和构件截面形式之一。对国内外有关圆钢管相贯节点静力承载性能、非刚性性能和滞回性能方面的主要研究成果进行总结,在此基础上,提出对圆钢管相贯节点静力单调和滞回性能进一步展开研究的若干看法。
钢管结构在大跨公共建筑和中高层建筑中应用广泛,相贯节点和圆钢管分别是钢管结构中常见的节点形式和构件截面形式之一。对国内外有关圆钢管相贯节点静力承载性能、非刚性性能和滞回性能方面的主要研究成果进行总结,在此基础上,提出对圆钢管相贯节点静力单调和滞回性能进一步展开研究的若干看法。
2013, 28(1): 7-9.
doi: 10.13206/j.gjg201301002
摘要:
采用数值分析方法,编制MATLAB程序对拟定项目进行风荷载模拟计算,将所得到的模拟风时程荷载,采用简化桁架多点激励方法,施加于两种悬挂体系的作用面之上,计算给出风荷载位移和应力响应。计算结果表明,索桁结构较索梁悬挂结构具有更大的风荷载响应,两种悬挂体系都具有一定承载力安全储备,理论分析与计算模拟结果吻合较好。
采用数值分析方法,编制MATLAB程序对拟定项目进行风荷载模拟计算,将所得到的模拟风时程荷载,采用简化桁架多点激励方法,施加于两种悬挂体系的作用面之上,计算给出风荷载位移和应力响应。计算结果表明,索桁结构较索梁悬挂结构具有更大的风荷载响应,两种悬挂体系都具有一定承载力安全储备,理论分析与计算模拟结果吻合较好。
2013, 28(1): 10-12.
doi: 10.13206/j.gjg201301003
摘要:
波纹拱形屋面是一种冷弯金属薄壁结构,由于其施工周期短、跨度大、不需用柱支撑等特点,在我国广泛应用于厂房和仓库的屋顶。考虑冷弯薄壁拱形结构的自身特点,支座形式对整体结构至关重要。针对现行规程中3种不同的支座进行试验和有限元模拟,分析支座处压型钢板的应力分布。结果表明:铰支座、刚性支座和半刚性支座这3种不同的支座形式中,半刚性钢板支座受力较好;在冷弯薄壁拱受力过程中,支座钢板的刚度给予薄壁拱支座处一定受力角度的调整,有助于弥补工程中施工偏差造成拱支座受力过于集中导致支座附近屈曲破坏。
波纹拱形屋面是一种冷弯金属薄壁结构,由于其施工周期短、跨度大、不需用柱支撑等特点,在我国广泛应用于厂房和仓库的屋顶。考虑冷弯薄壁拱形结构的自身特点,支座形式对整体结构至关重要。针对现行规程中3种不同的支座进行试验和有限元模拟,分析支座处压型钢板的应力分布。结果表明:铰支座、刚性支座和半刚性支座这3种不同的支座形式中,半刚性钢板支座受力较好;在冷弯薄壁拱受力过程中,支座钢板的刚度给予薄壁拱支座处一定受力角度的调整,有助于弥补工程中施工偏差造成拱支座受力过于集中导致支座附近屈曲破坏。
2013, 28(1): 13-18.
doi: 10.13206/j.gjg201301004
摘要:
针对翼缘板参数对钢框架梁柱节点抗震机理的影响,对8个1/2尺寸的T型有限元翼缘板加强型节点模型进行低周反复荷载作用下的滞回性能研究,采用有限元软件ANSYS进行模拟分析,得到满足节点抗震要求的翼缘板参数取值数据。研究结果表明,翼缘板加强型节点的塑性铰在距离翼缘板端部1/3梁高位置处形成,翼缘局部屈曲明显,腹板凸凹严重,节点域屈服,塑性铰外移现象明显。同时,翼缘板参数对节点的承载力和延性有明显影响,当翼缘板的长度增加时,节点的承载力有所提高,但其滞回性能和延性降低;当翼缘板的厚度增加时,节点承载力变化不大;翼缘板长度较大(大于1倍梁高)时,柱翼缘发生局部屈曲,违背了"强柱弱梁"的设计思想。建议翼缘板参数取值范围:翼缘板长度为梁高的0.5～1.0,厚度为梁翼缘厚度的1.2倍～1.4倍。
针对翼缘板参数对钢框架梁柱节点抗震机理的影响,对8个1/2尺寸的T型有限元翼缘板加强型节点模型进行低周反复荷载作用下的滞回性能研究,采用有限元软件ANSYS进行模拟分析,得到满足节点抗震要求的翼缘板参数取值数据。研究结果表明,翼缘板加强型节点的塑性铰在距离翼缘板端部1/3梁高位置处形成,翼缘局部屈曲明显,腹板凸凹严重,节点域屈服,塑性铰外移现象明显。同时,翼缘板参数对节点的承载力和延性有明显影响,当翼缘板的长度增加时,节点的承载力有所提高,但其滞回性能和延性降低;当翼缘板的厚度增加时,节点承载力变化不大;翼缘板长度较大(大于1倍梁高)时,柱翼缘发生局部屈曲,违背了"强柱弱梁"的设计思想。建议翼缘板参数取值范围:翼缘板长度为梁高的0.5～1.0,厚度为梁翼缘厚度的1.2倍～1.4倍。
2013, 28(1): 19-22.
doi: 10.13206/j.gjg201301005
摘要:
铸钢节点用圆形倒角取代了传统焊接管节点相贯线处的焊缝,其应力集中小、承载力强、造型美观,在建筑结构中得到了广泛应用。通过对不同倒角系数和壁厚的T型铸钢节点滞回性能进行有限元分析,发现铸钢节点滞回性能良好,增大倒角系数可以提高极限承载能力,但对节点变形能力影响较小。相关结果为铸钢节点设计和工程的应用提供了理论依据。
铸钢节点用圆形倒角取代了传统焊接管节点相贯线处的焊缝,其应力集中小、承载力强、造型美观,在建筑结构中得到了广泛应用。通过对不同倒角系数和壁厚的T型铸钢节点滞回性能进行有限元分析,发现铸钢节点滞回性能良好,增大倒角系数可以提高极限承载能力,但对节点变形能力影响较小。相关结果为铸钢节点设计和工程的应用提供了理论依据。
2013, 28(1): 23-25.
doi: 10.13206/j.gjg201301006
摘要:
对大跨空间结构而言,结构稳定性问题是设计时需重点考虑的问题之一。缺陷对实际结构的稳定承载力有显著影响,建立合理的缺陷模型对正确分析大跨空间结构稳定性至关重要。提出一种新的模拟结构点位偏差的方法,通过算例表明,所提方法与实际相符。
对大跨空间结构而言,结构稳定性问题是设计时需重点考虑的问题之一。缺陷对实际结构的稳定承载力有显著影响,建立合理的缺陷模型对正确分析大跨空间结构稳定性至关重要。提出一种新的模拟结构点位偏差的方法,通过算例表明,所提方法与实际相符。
2013, 28(1): 26-29.
doi: 10.13206/j.gjg201301007
摘要:
针对遗传算法容易"早熟"、局部寻优能力较差等缺点,提出一种基于改进遗传模拟退火算法的结构损伤识别方法。先用节点的残余力向量来进行损伤定位,然后以节点的残余力向量构造目标函数,以单元刚度折减系数为设计变量,利用改进的遗传模拟退火算法进行损伤程度的识别。最后,对一个桁架结构模型进行数值模拟,结果表明,该算法能够准确识别结构的多处损伤,验证了该方法的有效性。
针对遗传算法容易"早熟"、局部寻优能力较差等缺点,提出一种基于改进遗传模拟退火算法的结构损伤识别方法。先用节点的残余力向量来进行损伤定位,然后以节点的残余力向量构造目标函数,以单元刚度折减系数为设计变量,利用改进的遗传模拟退火算法进行损伤程度的识别。最后,对一个桁架结构模型进行数值模拟,结果表明,该算法能够准确识别结构的多处损伤,验证了该方法的有效性。
2013, 28(1): 30-33.
doi: 10.13206/j.gjg201301008
摘要:
针对武汉国博会议中心屋顶不同的空间形状及受力特点,采取不同的设计思路。主体结构上部钢结构采用双向钢桁架(100.8m×64.8m)转换屋盖的结构方式,通过比较不同的桁架结构形式,选用了桁架两端与钢骨柱刚接,斜腹杆在支座附近受拉的布置方式。屋盖的尾部结构呈现不规则的牛角形,采用变截面倒三角形与四边形相结合的钢管桁架结构体系,实现了建筑与结构的有机结合。
针对武汉国博会议中心屋顶不同的空间形状及受力特点,采取不同的设计思路。主体结构上部钢结构采用双向钢桁架(100.8m×64.8m)转换屋盖的结构方式,通过比较不同的桁架结构形式,选用了桁架两端与钢骨柱刚接,斜腹杆在支座附近受拉的布置方式。屋盖的尾部结构呈现不规则的牛角形,采用变截面倒三角形与四边形相结合的钢管桁架结构体系,实现了建筑与结构的有机结合。
2013, 28(1): 34-36.
doi: 10.13206/j.gjg201301009
摘要:
柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点,外包式柱脚常用于重钢结构厂房,其计算假定为柱脚刚接,在地震作用效应时传递弯矩至基础。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》明确规定了这种柱脚设计时的极限承载力计算方法。构造要求的柱截面面积条件在节点弹塑性承载力设计中起控制作用的情况,在实际设计过程中常出现。从钢结构框架柱的截面确定方法入手,对不同规范规定的长细比限值进行比较,用极限弹塑性设计抗弯承载力要求和多遇地震抗弯承载力要求来分析比较外包式柱脚的设计,满足柱脚配筋设计的经济性和合理的计算要求。
柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点,外包式柱脚常用于重钢结构厂房,其计算假定为柱脚刚接,在地震作用效应时传递弯矩至基础。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》明确规定了这种柱脚设计时的极限承载力计算方法。构造要求的柱截面面积条件在节点弹塑性承载力设计中起控制作用的情况,在实际设计过程中常出现。从钢结构框架柱的截面确定方法入手,对不同规范规定的长细比限值进行比较,用极限弹塑性设计抗弯承载力要求和多遇地震抗弯承载力要求来分析比较外包式柱脚的设计,满足柱脚配筋设计的经济性和合理的计算要求。
2013, 28(1): 37-41.
doi: 10.13206/j.gjg201301010
摘要:
对钢结构柱脚圆、环形底板锚栓的设计进行讨论。考虑锚栓和混凝土的线弹性性质以及多个锚栓的作用,并以单向迭代法进行计算,得到较为精确的结果,并用工程实例加以说明。
对钢结构柱脚圆、环形底板锚栓的设计进行讨论。考虑锚栓和混凝土的线弹性性质以及多个锚栓的作用,并以单向迭代法进行计算,得到较为精确的结果,并用工程实例加以说明。
2013, 28(1): 42-45.
doi: 10.13206/j.gjg201301011
摘要:
某大型钢结构工程中桩基位置偏离,须安装塔吊转换支撑桁架。为此,进行了塔吊支撑桁架的设计、验算以及ANSYS和MIDAS数值模拟分析,分析转换桁架和塔吊支撑桁架在工作情况和非工作情况下,节点水平位移、杆件应力比,验证其是否满足强度要求以及施工精度要求。通过对某大型钢结构工程中大型塔吊支撑的数值模拟后可知:承载的实际值与数值模拟的理论值相当接近。该方法可在类似大型塔吊支撑架的设计中推广运用。
某大型钢结构工程中桩基位置偏离,须安装塔吊转换支撑桁架。为此,进行了塔吊支撑桁架的设计、验算以及ANSYS和MIDAS数值模拟分析,分析转换桁架和塔吊支撑桁架在工作情况和非工作情况下,节点水平位移、杆件应力比,验证其是否满足强度要求以及施工精度要求。通过对某大型钢结构工程中大型塔吊支撑的数值模拟后可知:承载的实际值与数值模拟的理论值相当接近。该方法可在类似大型塔吊支撑架的设计中推广运用。
2013, 28(1): 46-50.
doi: 10.13206/j.gjg201301012
摘要:
在H300×300×10×15、H400×400×13×21、H500×200×10×16和H496×199×9×14等4个规格的Q345-BH型钢轧件的头、中、尾取样,进行腹板和翼缘力学性能、金相组织、晶粒度等检验,研究产品通条性能和腹板与翼缘性能的差异。
在H300×300×10×15、H400×400×13×21、H500×200×10×16和H496×199×9×14等4个规格的Q345-BH型钢轧件的头、中、尾取样,进行腹板和翼缘力学性能、金相组织、晶粒度等检验,研究产品通条性能和腹板与翼缘性能的差异。
2013, 28(1): 51-55.
doi: 10.13206/j.gjg201301013
摘要:
我国高速铁路钢桥均采用正交异性板钢桥面有碴线路。为提高钢桥面的防腐与使用寿命,合肥铁路枢纽南环线钢桁梁的桥面板采用了具有较高的强度、塑性、韧性、疲劳性能及优良抗腐蚀性能的321-Q345q-D不锈钢复合钢板。针对钢桥面系结构设计特点及制作与安装工艺需要,依据TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》、GB/T13148-2008《不锈钢复合钢板焊接技术要求》,对321-Q345q-D不锈钢复合钢板进行焊接工艺试验,其试验结果(数据)均满足设计与施工要求。经对不锈钢复合钢板的钢桥面制作与安装实践,对铁路钢桥推广应用不锈钢复合钢板提出改进建议。
我国高速铁路钢桥均采用正交异性板钢桥面有碴线路。为提高钢桥面的防腐与使用寿命,合肥铁路枢纽南环线钢桁梁的桥面板采用了具有较高的强度、塑性、韧性、疲劳性能及优良抗腐蚀性能的321-Q345q-D不锈钢复合钢板。针对钢桥面系结构设计特点及制作与安装工艺需要,依据TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》、GB/T13148-2008《不锈钢复合钢板焊接技术要求》,对321-Q345q-D不锈钢复合钢板进行焊接工艺试验,其试验结果(数据)均满足设计与施工要求。经对不锈钢复合钢板的钢桥面制作与安装实践,对铁路钢桥推广应用不锈钢复合钢板提出改进建议。
2013, 28(1): 56-58.
doi: 10.13206/j.gjg201301014
摘要:
JGJ99-98《高层民用建筑钢结构技术规程》修订中对箱形柱采用电渣焊提出的限制,将冷成型柱的应用提上日程。冷成型柱的角部由于冷作硬化效应,对内隔板和贯通式隔板的焊接,在构造和工艺上有所不同,处理不当会影响柱的受力性能和结构安全。参考日本现行标准,对有关的设计要求提出建议,供技术人员参考。
JGJ99-98《高层民用建筑钢结构技术规程》修订中对箱形柱采用电渣焊提出的限制,将冷成型柱的应用提上日程。冷成型柱的角部由于冷作硬化效应,对内隔板和贯通式隔板的焊接,在构造和工艺上有所不同,处理不当会影响柱的受力性能和结构安全。参考日本现行标准,对有关的设计要求提出建议,供技术人员参考。
2013, 28(1): 59-65.
doi: 10.13206/j.gjg201301015
摘要:
从材质、类型、预拉力、计算公式、应用及安装方法等方面,对中国规范和美国规范规定的钢结构用高强度螺栓及其连接进行全面比较。有关对比分析结果可供工程技术人员了解美国钢结构用高强度螺栓和在涉外工程设计中参考。
从材质、类型、预拉力、计算公式、应用及安装方法等方面,对中国规范和美国规范规定的钢结构用高强度螺栓及其连接进行全面比较。有关对比分析结果可供工程技术人员了解美国钢结构用高强度螺栓和在涉外工程设计中参考。
2013, 28(1): 66-69.
doi: 10.13206/j.gjg201301016
摘要:
通过对漯河至阜阳增建二线的赵寨颍河铁路双线特大桥工程所用Q370q-E钢进行焊接分析,并对各种焊接接头和焊接方法做了具体详细的焊接工艺评定试验。焊接工艺评定的试验结果表明:所选用的焊接材料合理可行,各项力学性能均满足设计和TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》的要求,保证了焊接接头低温冲击,大大提高了焊缝抗脆断性能,为焊接工艺评定及焊接工艺的科学制定提供了参考。
通过对漯河至阜阳增建二线的赵寨颍河铁路双线特大桥工程所用Q370q-E钢进行焊接分析,并对各种焊接接头和焊接方法做了具体详细的焊接工艺评定试验。焊接工艺评定的试验结果表明:所选用的焊接材料合理可行,各项力学性能均满足设计和TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》的要求,保证了焊接接头低温冲击,大大提高了焊缝抗脆断性能,为焊接工艺评定及焊接工艺的科学制定提供了参考。
2013, 28(1): 70-72.
doi: 10.13206/j.gjg201301017
摘要:
在冶金建设施工中,炼铁厂高炉主皮带通廊三支腿固定支架安装具有超高、超重的特点,属于空间异形结构。该结构在物料运输系统中具有纵向稳定性的作用,在施工中对其安装质量要求高、测量控制精度高。安装过程中,通过计算机的精确放样确定该构件的空间位置;并通过改变传统安装方法,使该吊装技术在工程成本管理、进度管理、质量和安全管理方面达到显著效果,同时为企业创造较好的经济效益。
在冶金建设施工中,炼铁厂高炉主皮带通廊三支腿固定支架安装具有超高、超重的特点,属于空间异形结构。该结构在物料运输系统中具有纵向稳定性的作用,在施工中对其安装质量要求高、测量控制精度高。安装过程中,通过计算机的精确放样确定该构件的空间位置;并通过改变传统安装方法,使该吊装技术在工程成本管理、进度管理、质量和安全管理方面达到显著效果,同时为企业创造较好的经济效益。
2013, 28(1): 73-75.
doi: 10.13206/j.gjg201301018
摘要:
基于核心筒钢柱小截面、数量多、间隙小的特点,对比单根钢柱逐根校正与多根钢柱同步校正两种施工方案,通过测量数据与设计值的偏差数据处理表明,采用同排多根钢柱同步校正施工法能够提高整体施工效率,可方便高效、科学安装及校正截面小、数量多、间隙小的劲性钢柱。
基于核心筒钢柱小截面、数量多、间隙小的特点,对比单根钢柱逐根校正与多根钢柱同步校正两种施工方案,通过测量数据与设计值的偏差数据处理表明,采用同排多根钢柱同步校正施工法能够提高整体施工效率,可方便高效、科学安装及校正截面小、数量多、间隙小的劲性钢柱。
2013, 28(1): 76-79.
doi: 10.13206/j.gjg201301019
摘要:
高强度螺栓连接副的产品质量是钢结构工程节点质量控制的重点之一,因此,施工前对进场的高强度螺栓进行准确、科学的复验对保证钢结构工程的施工质量具有重要意义。从实际检测工作的角度出发,以实用、有效为原则,对高强度螺栓连接副复验的全过程进行介绍,对一些日常工作中容易忽视的细节问题进行探讨,采用设定螺栓预拉力、使用双面砂纸垫片保证试验成功率的做法,可供同类工程参考。
高强度螺栓连接副的产品质量是钢结构工程节点质量控制的重点之一,因此,施工前对进场的高强度螺栓进行准确、科学的复验对保证钢结构工程的施工质量具有重要意义。从实际检测工作的角度出发,以实用、有效为原则,对高强度螺栓连接副复验的全过程进行介绍,对一些日常工作中容易忽视的细节问题进行探讨,采用设定螺栓预拉力、使用双面砂纸垫片保证试验成功率的做法,可供同类工程参考。
