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2013年 第28卷 第12期
2013, 28(12): 1-8.
doi: 10.13206/j.gjg201312001
摘要
摘要:
高周循环荷载作用下钢结构疲劳可靠度设计方法是过去三十多年研究的热点和难点问题。首先总结钢结构疲劳失效极限状态方程的6个失效准则,回顾国内外钢结构规范疲劳可靠度设计方法;其次,介绍基于S-N曲线的构造分类法和断裂力学方法的钢结构疲劳可靠度评估的两个方法,简述按这两种方法建立钢结构疲劳失效极限状态方程的基本原理,其中重点论述几个典型的涉及非线性、动态特性的疲劳失效极限状态方程;最后对钢结构疲劳可靠度设计方法需要进一步研究的问题进行探讨。
高周循环荷载作用下钢结构疲劳可靠度设计方法是过去三十多年研究的热点和难点问题。首先总结钢结构疲劳失效极限状态方程的6个失效准则,回顾国内外钢结构规范疲劳可靠度设计方法;其次,介绍基于S-N曲线的构造分类法和断裂力学方法的钢结构疲劳可靠度评估的两个方法,简述按这两种方法建立钢结构疲劳失效极限状态方程的基本原理,其中重点论述几个典型的涉及非线性、动态特性的疲劳失效极限状态方程;最后对钢结构疲劳可靠度设计方法需要进一步研究的问题进行探讨。
2013, 28(12): 9-12.
doi: 10.13206/j.gjg201312002
摘要:
基于计算流体力学(CFD)理论,采用雷诺时均法,利用FLUENT软件对1/4球面开口屋盖进行数值风洞模拟。计算得出屋盖表面的风压分布,进而得出不同风向作用下结构的风荷载体型系数,以供工程设计参考。计算结果表明,利用数值风洞模拟建筑物表面风荷载体型系数是可靠的。
基于计算流体力学(CFD)理论,采用雷诺时均法,利用FLUENT软件对1/4球面开口屋盖进行数值风洞模拟。计算得出屋盖表面的风压分布,进而得出不同风向作用下结构的风荷载体型系数,以供工程设计参考。计算结果表明,利用数值风洞模拟建筑物表面风荷载体型系数是可靠的。
2013, 28(12): 13-16.
doi: 10.13206/j.gjg201312003
摘要:
美国钢结构协会(AISC)给出了钢板剪力墙中梁剪力的计算公式,但未曾考虑作用在梁上的拉力带水平分量对梁产生的剪力作用。基于钢板剪力墙理想破坏模式,分析中梁所受剪力,对AISC所提出的中梁剪力计算公式进行修正,提出中梁剪力近似计算公式,并利用大型通用有限元软件ABAQUS进行验证。研究结果表明:按照修正后的方法计算中梁剪力是可行的。
美国钢结构协会(AISC)给出了钢板剪力墙中梁剪力的计算公式,但未曾考虑作用在梁上的拉力带水平分量对梁产生的剪力作用。基于钢板剪力墙理想破坏模式,分析中梁所受剪力,对AISC所提出的中梁剪力计算公式进行修正,提出中梁剪力近似计算公式,并利用大型通用有限元软件ABAQUS进行验证。研究结果表明:按照修正后的方法计算中梁剪力是可行的。
2013, 28(12): 17-21.
doi: 10.13206/j.gjg201312004
摘要:
焊接作为结构连接的一种重要形式被广泛应用于钢结构中。焊接过程中由于温度梯度产生的焊接残余应力,给实际工程安全带来很大的威胁,所以研究钢结构在焊接过程中产生的残余应力是十分必要的。利用有限元数值模拟软件ANSYS建立狗骨式梁柱节点顶底角钢、焊缝、螺栓混合连接的三维有限元模型,模拟梁柱节点焊接的温度场,在热弹塑性理论基础上求解焊接残余应力。结果表明:构件在焊接过程中主要受拉,并且在不同位置的应力各不相同。由于狗骨式节点的存在,削弱了节点对梁部分的约束。在梁上翼缘螺栓上出现焊接残余应力的最大值,在腹板角钢与柱连接的中间螺栓处出现最小值。这与规范中的规定基本相符。
焊接作为结构连接的一种重要形式被广泛应用于钢结构中。焊接过程中由于温度梯度产生的焊接残余应力,给实际工程安全带来很大的威胁,所以研究钢结构在焊接过程中产生的残余应力是十分必要的。利用有限元数值模拟软件ANSYS建立狗骨式梁柱节点顶底角钢、焊缝、螺栓混合连接的三维有限元模型,模拟梁柱节点焊接的温度场,在热弹塑性理论基础上求解焊接残余应力。结果表明:构件在焊接过程中主要受拉,并且在不同位置的应力各不相同。由于狗骨式节点的存在,削弱了节点对梁部分的约束。在梁上翼缘螺栓上出现焊接残余应力的最大值,在腹板角钢与柱连接的中间螺栓处出现最小值。这与规范中的规定基本相符。
2013, 28(12): 22-25.
doi: 10.13206/j.gjg201312005
摘要:
基于方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立试验中4个试件的有限元模型:核心混凝土采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载下的刚度退化。通过对模型的荷载-位移全过程分析,将计算结果与试验结果对比可知,两者吻合较好,说明用该模型进行方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的全过程分析是可行的。此外,用该模型分析了不同参数对此类节点荷载-位移曲线的影响规律,可为设计提供依据。
基于方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立试验中4个试件的有限元模型:核心混凝土采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载下的刚度退化。通过对模型的荷载-位移全过程分析,将计算结果与试验结果对比可知,两者吻合较好,说明用该模型进行方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的全过程分析是可行的。此外,用该模型分析了不同参数对此类节点荷载-位移曲线的影响规律,可为设计提供依据。
2013, 28(12): 26-30.
doi: 10.13206/j.gjg201312006
摘要:
钢绞线与高强螺栓连接提供的节点抗弯承载力比值是影响摩擦耗能型梁柱自复位节点抗震性能的重要参数。采用有限元软件ANSYS 10.0,对5个按照不同抗弯承载力比值设计的节点模型进行单调和循环加载模拟,分析该参数对节点抗震性能的影响。研究表明:当高强螺栓连接的抗弯承载力比钢绞线的抗弯承载力略小时,节点的耗能性能最强且具有自复位能力。建议将节点设计弯矩按钢绞线与高强螺栓连接承载力比值分配,分别设计钢绞线与高强螺栓连接。
钢绞线与高强螺栓连接提供的节点抗弯承载力比值是影响摩擦耗能型梁柱自复位节点抗震性能的重要参数。采用有限元软件ANSYS 10.0,对5个按照不同抗弯承载力比值设计的节点模型进行单调和循环加载模拟,分析该参数对节点抗震性能的影响。研究表明:当高强螺栓连接的抗弯承载力比钢绞线的抗弯承载力略小时,节点的耗能性能最强且具有自复位能力。建议将节点设计弯矩按钢绞线与高强螺栓连接承载力比值分配,分别设计钢绞线与高强螺栓连接。
2013, 28(12): 31-35.
doi: 10.13206/j.gjg201312007
摘要:
应用ANSYS 10.0对承受轴心压力下的钢柱脚底板进行受力分析。首先对比了传统的设计假设和考虑底板与基础相互作用两种模型之间的应力分布差异。然后将钢柱、底板、基础看做一个整体,分析影响底板和基础表面应力分布的因素,得出不同工况下的应力变化规律。结果表明:考虑底板与基础之间相互作用得出的计算结果与传统计算假设得出的计算结果有较大差距,箱型柱截面的长宽比对基础表面的压应力分布有一定影响。基础混凝土强度等级的变化对底板和基础表面的应力分布影响较大。
应用ANSYS 10.0对承受轴心压力下的钢柱脚底板进行受力分析。首先对比了传统的设计假设和考虑底板与基础相互作用两种模型之间的应力分布差异。然后将钢柱、底板、基础看做一个整体,分析影响底板和基础表面应力分布的因素,得出不同工况下的应力变化规律。结果表明:考虑底板与基础之间相互作用得出的计算结果与传统计算假设得出的计算结果有较大差距,箱型柱截面的长宽比对基础表面的压应力分布有一定影响。基础混凝土强度等级的变化对底板和基础表面的应力分布影响较大。
2013, 28(12): 36-37.
doi: 10.13206/j.gjg201312008
摘要:
利用MIDAS Gen软件对不同跨数、不同纵向长度的带吊车门式刚架进行动力特性分析,研究它们对结构动力特性和地震响应的影响。与一般的平面结构模型相比,考虑柱间支撑及屋面水平支撑等的空间整体协同作用,更接近于实际情况,对工程设计具有一定的参考价值。
利用MIDAS Gen软件对不同跨数、不同纵向长度的带吊车门式刚架进行动力特性分析,研究它们对结构动力特性和地震响应的影响。与一般的平面结构模型相比,考虑柱间支撑及屋面水平支撑等的空间整体协同作用,更接近于实际情况,对工程设计具有一定的参考价值。
2013, 28(12): 38-40.
doi: 10.13206/j.gjg201312009
摘要:
总结归纳钢结构设计中易违反的强制性条文,并对易违反的强制性条文进行分析探讨,可为钢结构设计提供参考。
总结归纳钢结构设计中易违反的强制性条文,并对易违反的强制性条文进行分析探讨,可为钢结构设计提供参考。
2013, 28(12): 41-46.
doi: 10.13206/j.gjg201312010
摘要:
大连奥泰中心1号楼为超限高层建筑,采用了框架-核心筒混合结构体系。外围框架柱采用钢管混凝土叠合柱,能够充分发挥钢和混凝土两种材料的优点,具有承压能力强、延性好、防火性和耐久性强的特点。计算结果表明,结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。因此,该结构具有广泛的应用前景。
大连奥泰中心1号楼为超限高层建筑,采用了框架-核心筒混合结构体系。外围框架柱采用钢管混凝土叠合柱,能够充分发挥钢和混凝土两种材料的优点,具有承压能力强、延性好、防火性和耐久性强的特点。计算结果表明,结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。因此,该结构具有广泛的应用前景。
2013, 28(12): 47-51.
doi: 10.13206/j.gjg201312011
摘要:
对圆钢管柱铰接无加劲柱脚的底板设计进行研究。基于钢柱受压时底板抗弯承载力计算模型,提出钢柱受拉时底板抗弯承载力计算模型。采用数值分析方法,针对影响节点承载力的主要几何参数,建立18个有限元模型进行参数分析,验证了所提出的钢柱受拉时底板抗弯承载力模型的有效性。通过节点算例,给出底板承载力验算的详细计算过程及推荐公式。
对圆钢管柱铰接无加劲柱脚的底板设计进行研究。基于钢柱受压时底板抗弯承载力计算模型,提出钢柱受拉时底板抗弯承载力计算模型。采用数值分析方法,针对影响节点承载力的主要几何参数,建立18个有限元模型进行参数分析,验证了所提出的钢柱受拉时底板抗弯承载力模型的有效性。通过节点算例,给出底板承载力验算的详细计算过程及推荐公式。
2013, 28(12): 52-54.
doi: 10.13206/j.gjg201312012
摘要:
结构改造设计既要保证改造后结构的安全,又要尽量减少改造工程量,方便施工。通过对某度假村结构改造抽柱增设托架的工程设计和施工实例,在保持原有结构基本不变的情况下,采用在拟抽柱两侧增设钢托架的改造设计方案及在施工时通过在托架上架设千斤顶顶升原有结构的施工方法,顺利地完成了原有结构抽柱改造增设托架的工程实践,取得良好的改造效果,并总结结构改造中托架的设计和施工要点。
结构改造设计既要保证改造后结构的安全,又要尽量减少改造工程量,方便施工。通过对某度假村结构改造抽柱增设托架的工程设计和施工实例,在保持原有结构基本不变的情况下,采用在拟抽柱两侧增设钢托架的改造设计方案及在施工时通过在托架上架设千斤顶顶升原有结构的施工方法,顺利地完成了原有结构抽柱改造增设托架的工程实践,取得良好的改造效果,并总结结构改造中托架的设计和施工要点。
2013, 28(12): 55-59.
doi: 10.13206/j.gjg201312013
摘要:
大跨径桥梁的轻柔化及形式与功能的复杂化,使桥梁结构健康监测技术成为国内外工程界的研究热点。通过在L32联钢箱梁内部布设分布式监测光纤,构建神经网络式桥梁智能监测系统,实现城市大跨度钢箱梁桥梁受力变形状态的在线安全监测;并通过及时处理分析监测数据,随时掌握桥梁的安全状况,能够实现长期运营阶段的在线监测。
大跨径桥梁的轻柔化及形式与功能的复杂化,使桥梁结构健康监测技术成为国内外工程界的研究热点。通过在L32联钢箱梁内部布设分布式监测光纤,构建神经网络式桥梁智能监测系统,实现城市大跨度钢箱梁桥梁受力变形状态的在线安全监测;并通过及时处理分析监测数据,随时掌握桥梁的安全状况,能够实现长期运营阶段的在线监测。
2013, 28(12): 60-65.
doi: 10.13206/j.gjg201312014
摘要:
钢结构梁柱节点在结构中起着重要作用。1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震中,传统构造形式的梁柱栓焊节点发生了脆性破坏。之后美国对节点的抗震性能进行了大量研究,最终提出了具有良好延性和抗震性能的6种"合格节点",并编制了相关设计规范。详细介绍这6种合格节点的构造形式和设计方法,以期对我国的钢结构设计规范的修订及梁柱节点的设计和工程应用提供参考。
钢结构梁柱节点在结构中起着重要作用。1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震中,传统构造形式的梁柱栓焊节点发生了脆性破坏。之后美国对节点的抗震性能进行了大量研究,最终提出了具有良好延性和抗震性能的6种"合格节点",并编制了相关设计规范。详细介绍这6种合格节点的构造形式和设计方法,以期对我国的钢结构设计规范的修订及梁柱节点的设计和工程应用提供参考。
2013, 28(12): 66-68.
doi: 10.13206/j.gjg201312015
摘要:
武汉中心裙房超长、超重钢梁跨度大,自重重,现场塔吊起重能力有限,现场条件不能满足大型吊车就位吊装,采用传统方法吊装存在较多不确定性因素。通过研究和探索超长、超重构件安装工艺,重点介绍一种针对超长超重钢梁的实用吊装工艺。该工艺能有效解决因土建塔吊起重能力有限和现场不满足大型设备就位吊装的问题,并且还能有效控制超重钢梁安装的安全、质量、进度和成本。
武汉中心裙房超长、超重钢梁跨度大,自重重,现场塔吊起重能力有限,现场条件不能满足大型吊车就位吊装,采用传统方法吊装存在较多不确定性因素。通过研究和探索超长、超重构件安装工艺,重点介绍一种针对超长超重钢梁的实用吊装工艺。该工艺能有效解决因土建塔吊起重能力有限和现场不满足大型设备就位吊装的问题,并且还能有效控制超重钢梁安装的安全、质量、进度和成本。
2013, 28(12): 69-73.
doi: 10.13206/j.gjg201312016
摘要:
以抚顺"生命之环"三角形变截面钢管桁架组成的环形结构体系桁架为例,对难以在场地上进行预拼装的大体积和超重单元桁架,通过设立基准平面单元,借助基准平面单元的"一进一退"方法进行拼装组合。该拼装方法大大提高了拼装精度,保证了工程质量的同时加快了工程进度,同时解决了大型环状桁架相邻拼接单元的拼装进度要求,为类似工程提供了一种全新的拼装方法。
以抚顺"生命之环"三角形变截面钢管桁架组成的环形结构体系桁架为例,对难以在场地上进行预拼装的大体积和超重单元桁架,通过设立基准平面单元,借助基准平面单元的"一进一退"方法进行拼装组合。该拼装方法大大提高了拼装精度,保证了工程质量的同时加快了工程进度,同时解决了大型环状桁架相邻拼接单元的拼装进度要求,为类似工程提供了一种全新的拼装方法。
2013, 28(12): 74-76.
doi: 10.13206/j.gjg201312017
摘要:
对水性工业漆在钢结构涂装线上的应用情况进行介绍,并与溶剂型漆性能进行系统对比。结果表明,水性工业漆在不更改现有涂装工艺的情况下,能够满足钢结构的涂装要求。
对水性工业漆在钢结构涂装线上的应用情况进行介绍,并与溶剂型漆性能进行系统对比。结果表明,水性工业漆在不更改现有涂装工艺的情况下,能够满足钢结构的涂装要求。
2013, 28(12): 77-80.
doi: 10.13206/j.gjg201312018
摘要:
通过对MSTCAD空间网架分析设计软件使用实践的总结,介绍利用ACAD软件建立三维几何模型并与MSTCAD软件进行联合分析设计的步骤,同时介绍了快速建模联合分析在钢管球节点矿山网架结构中应用的实例。
通过对MSTCAD空间网架分析设计软件使用实践的总结,介绍利用ACAD软件建立三维几何模型并与MSTCAD软件进行联合分析设计的步骤,同时介绍了快速建模联合分析在钢管球节点矿山网架结构中应用的实例。
