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2014年 第29卷 第1期
2014, 29(1): 1-3.
doi: 10.13206/j.gjg201401001
摘要
摘要:
利用加权线性响应面法计算结构杆件可靠度指标,将可靠度指标作为桁架优化约束条件,用改进粒子群算法进行桁架截面优化,通过经典10杆平面桁架截面优化算例,与已有文献进行对比,为工程实践提供理论借鉴。
利用加权线性响应面法计算结构杆件可靠度指标,将可靠度指标作为桁架优化约束条件,用改进粒子群算法进行桁架截面优化,通过经典10杆平面桁架截面优化算例,与已有文献进行对比,为工程实践提供理论借鉴。
2014, 29(1): 4-7.
doi: 10.13206/j.gjg201401002
摘要:
对于大跨度空间结构,支座沉降对结构的内力、变形及稳定性的影响不可忽视。以新疆铁路局烟墩物流园内单层球面铝合金网壳为研究对象,采用结构分析软件SAP 2000及大型通用有限元分析软件ANSYS对结构进行计算,研究支座沉降对网壳静力性能及稳定性的影响。结果表明:支座沉降对单层球面网壳的静力性能及稳定性的影响较大,支座沉降的发生导致结构原有的变形分布及薄弱位置出现了明显的变化,随着支座沉降量的增大,结构的最大变形及内力随之增大,而极限承载力明显减小,较大的支座沉降可能会导致局部杆件损坏或者结构失稳的情况发生。
对于大跨度空间结构,支座沉降对结构的内力、变形及稳定性的影响不可忽视。以新疆铁路局烟墩物流园内单层球面铝合金网壳为研究对象,采用结构分析软件SAP 2000及大型通用有限元分析软件ANSYS对结构进行计算,研究支座沉降对网壳静力性能及稳定性的影响。结果表明:支座沉降对单层球面网壳的静力性能及稳定性的影响较大,支座沉降的发生导致结构原有的变形分布及薄弱位置出现了明显的变化,随着支座沉降量的增大,结构的最大变形及内力随之增大,而极限承载力明显减小,较大的支座沉降可能会导致局部杆件损坏或者结构失稳的情况发生。
2014, 29(1): 8-12.
doi: 10.13206/j.gjg201401003
摘要:
为了确定露出型低位锚栓钢柱脚的抗剪承载力,对该类型柱脚分两种构造形式进行试验研究,一种用于研究锚栓的抗剪性能,另一种用于研究抗剪键的抗剪性能。通过试验研究和理论分析,得出柱脚抗剪P-δ滞回曲线,提出露出型低位锚栓钢柱脚在不同构造时整体抗剪承载力计算公式,并对GB 50017-2003《钢结构设计规范》中关于钢柱脚设置抗剪键方面的规定提出修改建议。
为了确定露出型低位锚栓钢柱脚的抗剪承载力,对该类型柱脚分两种构造形式进行试验研究,一种用于研究锚栓的抗剪性能,另一种用于研究抗剪键的抗剪性能。通过试验研究和理论分析,得出柱脚抗剪P-δ滞回曲线,提出露出型低位锚栓钢柱脚在不同构造时整体抗剪承载力计算公式,并对GB 50017-2003《钢结构设计规范》中关于钢柱脚设置抗剪键方面的规定提出修改建议。
2014, 29(1): 13-16.
doi: 10.13206/j.gjg201401004
摘要:
结合一座上承式装配式公路钢桥在采用悬臂推出法架设过程中发生的事故案例,基于钢结构弯扭屈曲理论,分析其失稳破坏机理,并通过有限元数值模拟技术,对架设过程中不同状态进行屈曲分析。计算结果表明:如果导梁桁架横向间距过小,即使在导梁搭上对岸摇滚后,仍有可能因为发生弯扭屈曲失稳而导致整个桥梁倒塌;增大导梁桁架横向间距能有效提高导梁结构的抗屈曲稳定承载力。
结合一座上承式装配式公路钢桥在采用悬臂推出法架设过程中发生的事故案例,基于钢结构弯扭屈曲理论,分析其失稳破坏机理,并通过有限元数值模拟技术,对架设过程中不同状态进行屈曲分析。计算结果表明:如果导梁桁架横向间距过小,即使在导梁搭上对岸摇滚后,仍有可能因为发生弯扭屈曲失稳而导致整个桥梁倒塌;增大导梁桁架横向间距能有效提高导梁结构的抗屈曲稳定承载力。
2014, 29(1): 17-19.
doi: 10.13206/j.gjg201401005
摘要:
采用有限元软件ANSYS,对钢骨-钢管C60混凝土梁柱节点和圆钢管-钢骨水泥聚丙烯纤维(简称PP ECC)节点进行三维非线性有限元分析。分析结果表明,由于PP ECC的作用,普通圆钢管-钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力远小于圆钢管-钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力,充分体现了PP ECC良好的刚度及承载力。同时也表明,PP ECC比普通混凝土能更好地同钢管、钢骨协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。
采用有限元软件ANSYS,对钢骨-钢管C60混凝土梁柱节点和圆钢管-钢骨水泥聚丙烯纤维(简称PP ECC)节点进行三维非线性有限元分析。分析结果表明,由于PP ECC的作用,普通圆钢管-钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力远小于圆钢管-钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力,充分体现了PP ECC良好的刚度及承载力。同时也表明,PP ECC比普通混凝土能更好地同钢管、钢骨协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。
2014, 29(1): 20-24.
doi: 10.13206/j.gjg201401006
摘要:
通过对预制(简称PK)装配式钢框架结构办公楼示范工程的介绍,提出一种适用于低层、多层的新型PK装配式钢框架结构体系。示范工程中的梁柱、楼板、屋面板、外围墙、内墙、楼梯等部件全部采用工厂预制,整个建筑中预制部分高达90%以上。该种结构体系不但绿色节能、低碳环保,而且自重轻、施工快、工艺简单、构件全部工厂预制,可以大大促进建筑工业化的发展进程。
通过对预制(简称PK)装配式钢框架结构办公楼示范工程的介绍,提出一种适用于低层、多层的新型PK装配式钢框架结构体系。示范工程中的梁柱、楼板、屋面板、外围墙、内墙、楼梯等部件全部采用工厂预制,整个建筑中预制部分高达90%以上。该种结构体系不但绿色节能、低碳环保,而且自重轻、施工快、工艺简单、构件全部工厂预制,可以大大促进建筑工业化的发展进程。
2014, 29(1): 25-28.
doi: 10.13206/j.gjg201401007
摘要:
苏州永旺梦乐城玻璃球是一巨型单层椭球面网壳,该单层网壳长轴尺寸46.5m,短轴尺寸40m,高40m,经"切割"后覆盖在下部主体结构,外包玻璃幕墙。网壳嵌入下部混凝土结构,在2~5层设有支承点。网格布置为凯威特型,采用分析软件MIDAS GEN对该网壳结构进行静力分析、特征值分析和非线性屈曲分析,得到了该结构的极限承载力。此外,还进行了节点设计和支座设计等。
苏州永旺梦乐城玻璃球是一巨型单层椭球面网壳,该单层网壳长轴尺寸46.5m,短轴尺寸40m,高40m,经"切割"后覆盖在下部主体结构,外包玻璃幕墙。网壳嵌入下部混凝土结构,在2~5层设有支承点。网格布置为凯威特型,采用分析软件MIDAS GEN对该网壳结构进行静力分析、特征值分析和非线性屈曲分析,得到了该结构的极限承载力。此外,还进行了节点设计和支座设计等。
2014, 29(1): 29-32.
doi: 10.13206/j.gjg201401008
摘要:
泰州中国医药城会展中心钢结构工程单体多,工期紧,现场条件复杂,施工组织难度大。通过钢结构设计复核过程中对初步设计的一些合理补充和修改,如优化次结构的结构形式,更改屋面围护结构的构造,采取大吨位吊机固定站位吊装的方法,减少临时设施的使用,提高施工效率,从而保证在预定工期内顺利完成施工。
泰州中国医药城会展中心钢结构工程单体多,工期紧,现场条件复杂,施工组织难度大。通过钢结构设计复核过程中对初步设计的一些合理补充和修改,如优化次结构的结构形式,更改屋面围护结构的构造,采取大吨位吊机固定站位吊装的方法,减少临时设施的使用,提高施工效率,从而保证在预定工期内顺利完成施工。
2014, 29(1): 33-35.
doi: 10.13206/j.gjg201401009
摘要:
回顾轻钢工业建筑檩条原材料近15年的发展过程,比较屈服强度为345MPa的镀锌卷在不同标准下对应的钢材牌号及性能;提出檩条用镀锌卷材材料强度、镀锌量、表面处理方式的选用方法及验收标准;总结镀锌卷材及成品檩条在实际生产、储存、运输中的常见问题和相应的防护措施。
回顾轻钢工业建筑檩条原材料近15年的发展过程,比较屈服强度为345MPa的镀锌卷在不同标准下对应的钢材牌号及性能;提出檩条用镀锌卷材材料强度、镀锌量、表面处理方式的选用方法及验收标准;总结镀锌卷材及成品檩条在实际生产、储存、运输中的常见问题和相应的防护措施。
2014, 29(1): 36-39.
doi: 10.13206/j.gjg201401010
摘要:
中石化普光气田集输工程普光后河悬索跨,针对场地地形特点,采用非对称悬索跨越结构,单侧设置30m副跨,多管跨越,并借助有限元计算软件ANSYS进行结构整体计算,非对称悬索跨越结构安全稳定,多管道采用对称和分层布置,合理减小了管桥尺寸。对普光后河悬索跨越设计过程进行介绍,可供同类型管道跨越设计参考。
中石化普光气田集输工程普光后河悬索跨,针对场地地形特点,采用非对称悬索跨越结构,单侧设置30m副跨,多管跨越,并借助有限元计算软件ANSYS进行结构整体计算,非对称悬索跨越结构安全稳定,多管道采用对称和分层布置,合理减小了管桥尺寸。对普光后河悬索跨越设计过程进行介绍,可供同类型管道跨越设计参考。
2014, 29(1): 40-43.
doi: 10.13206/j.gjg201401011
摘要:
风荷载作为工程结构设计的重要荷载之一,越来越受到关注。世界各国风荷载规范基本上都是以多参数的形式来表示其风荷载值。通过深入对比,研究中、美、英三国建筑荷载规范中关于风荷载计算所涉及到的重要参数,分析讨论三国规范中各种参数产生差异的原因。
风荷载作为工程结构设计的重要荷载之一,越来越受到关注。世界各国风荷载规范基本上都是以多参数的形式来表示其风荷载值。通过深入对比,研究中、美、英三国建筑荷载规范中关于风荷载计算所涉及到的重要参数,分析讨论三国规范中各种参数产生差异的原因。
2014, 29(1): 44-46.
doi: 10.13206/j.gjg201401012
摘要:
针对西宁市景观步行天桥空间曲线的结构特点,介绍钢箱梁在制作和架设过程中采取的一系列保证措施。采用单元块划分、工装胎型设计、节段制作等工艺,不仅使制作简单化,而且较好地保证了钢箱梁三维曲线的制作要求;采用节段匹配控制不仅使桥位钢箱梁定位简单化,而且提高了桥位架设的效率;采用全站仪精确测量定位,可有效地控制钢箱梁三维曲线的线型,达到设计要求。通过以上工艺,解决了三维曲线钢箱梁的制作、架设等难题,并取得了良好的效果。
针对西宁市景观步行天桥空间曲线的结构特点,介绍钢箱梁在制作和架设过程中采取的一系列保证措施。采用单元块划分、工装胎型设计、节段制作等工艺,不仅使制作简单化,而且较好地保证了钢箱梁三维曲线的制作要求;采用节段匹配控制不仅使桥位钢箱梁定位简单化,而且提高了桥位架设的效率;采用全站仪精确测量定位,可有效地控制钢箱梁三维曲线的线型,达到设计要求。通过以上工艺,解决了三维曲线钢箱梁的制作、架设等难题,并取得了良好的效果。
2014, 29(1): 47-49.
doi: 10.13206/j.gjg201401013
摘要:
建筑钢结构管桁架项目中经常应用到相贯线弯弧圆管,采用传统方法加工这类构件定位难度大,容易产生不合格产品。而新型的弯弧定位方式,能够有效地控制这类构件的加工质量。实践表明,这种新定位方式操作简单、科学合理,避免了由于构件弯弧定位偏差导致的二次高空作业,在项目的安全、质量、成本、进度等方面产生明显效益。
建筑钢结构管桁架项目中经常应用到相贯线弯弧圆管,采用传统方法加工这类构件定位难度大,容易产生不合格产品。而新型的弯弧定位方式,能够有效地控制这类构件的加工质量。实践表明,这种新定位方式操作简单、科学合理,避免了由于构件弯弧定位偏差导致的二次高空作业,在项目的安全、质量、成本、进度等方面产生明显效益。
2014, 29(1): 50-53.
doi: 10.13206/j.gjg201401014
摘要:
武汉中心片式钢板墙单元自身刚度差,侧向稳定性弱,高强螺栓安装精度要求高,焊接变形控制难度大。通过片式钢板墙的深化设计、吊装、测量、高强螺栓安装、焊接,对片式钢板墙的安装工艺进行重点阐述。通过多点对称绑扎吊装、高强螺栓夹板分段设置、多人交叉对称花焊等关键工艺的规划实施,掌握片式钢板墙安装的工艺操作要点,确保大体量片式钢板墙的良好施工质量。可对类似工程提供较好的借鉴。
武汉中心片式钢板墙单元自身刚度差,侧向稳定性弱,高强螺栓安装精度要求高,焊接变形控制难度大。通过片式钢板墙的深化设计、吊装、测量、高强螺栓安装、焊接,对片式钢板墙的安装工艺进行重点阐述。通过多点对称绑扎吊装、高强螺栓夹板分段设置、多人交叉对称花焊等关键工艺的规划实施,掌握片式钢板墙安装的工艺操作要点,确保大体量片式钢板墙的良好施工质量。可对类似工程提供较好的借鉴。
2014, 29(1): 54-57.
doi: 10.13206/j.gjg201401015
摘要:
青岛北客站为大跨度预应力拱架,安装过程中应力应变变化复杂。主要从拱架的安装模拟、现场临时措施、安装流程体系及过程控制探讨拱架的安装技术。
青岛北客站为大跨度预应力拱架,安装过程中应力应变变化复杂。主要从拱架的安装模拟、现场临时措施、安装流程体系及过程控制探讨拱架的安装技术。
2014, 29(1): 58-61.
doi: 10.13206/j.gjg201401016
摘要:
广州琶洲PZB1301塔楼(6~19层)东西方向悬挑区域采用钢结构,累计悬挑22m,钢结构施工方案的确定及设计均需要考虑真实过程的施工模拟,根据现场施工条件及形成结构空间刚度要求先制定施工顺序,用有限元MIDAS CIVIL软件进行6~19层施工全过程模拟分析。分析结果反映出关键桁架杆件比原设计时内力增加,从而需增加关键杆件截面,以确保结构安全;说明此类结构进行施工模拟分析是必要的。
广州琶洲PZB1301塔楼(6~19层)东西方向悬挑区域采用钢结构,累计悬挑22m,钢结构施工方案的确定及设计均需要考虑真实过程的施工模拟,根据现场施工条件及形成结构空间刚度要求先制定施工顺序,用有限元MIDAS CIVIL软件进行6~19层施工全过程模拟分析。分析结果反映出关键桁架杆件比原设计时内力增加,从而需增加关键杆件截面,以确保结构安全;说明此类结构进行施工模拟分析是必要的。
2014, 29(1): 62-64.
doi: 10.13206/j.gjg201401017
摘要:
厦门北站钢结构屋面采用钢管桁架支撑体系,其中次桁架为双向不等高正交钢管桁架,其结构具有形式复杂、跨度大、吨位大等特点。结合屋面次桁架的特点以及现场的施工情况,在大量分析论证的基础上,确定了"场外小拼、场内中拼、分块提升"的施工方案。重点介绍了钢构件制作加工、分块拼装、提升以及监测等施工工艺。
厦门北站钢结构屋面采用钢管桁架支撑体系,其中次桁架为双向不等高正交钢管桁架,其结构具有形式复杂、跨度大、吨位大等特点。结合屋面次桁架的特点以及现场的施工情况,在大量分析论证的基础上,确定了"场外小拼、场内中拼、分块提升"的施工方案。重点介绍了钢构件制作加工、分块拼装、提升以及监测等施工工艺。
2014, 29(1): 65-70.
doi: 10.13206/j.gjg201401018
摘要:
天津梅江会展中心采用单拱螺栓球网架结构。这种壳形网架,结构新颖美观,杆件规律性强,整体性好,空间刚度大,杆件之间全部采用螺栓连接,便于安装,操作简便,受力明确。但其精度要求较高,杆件长度基本相似,容错较低,球型支座、螺栓球节点定位成为关键,网架安装过程中挠度监测、假拧紧现象的排查,成为检验其刚度和定位、控制质量的主要手段。由于现场施工场地狭小,且在2层楼板施工,因此采用扣件式脚手架进行高空散装和高空单锥体提升安装。该方法可保证网架的几何精度,避免吊装变形及网架自身变形。
天津梅江会展中心采用单拱螺栓球网架结构。这种壳形网架,结构新颖美观,杆件规律性强,整体性好,空间刚度大,杆件之间全部采用螺栓连接,便于安装,操作简便,受力明确。但其精度要求较高,杆件长度基本相似,容错较低,球型支座、螺栓球节点定位成为关键,网架安装过程中挠度监测、假拧紧现象的排查,成为检验其刚度和定位、控制质量的主要手段。由于现场施工场地狭小,且在2层楼板施工,因此采用扣件式脚手架进行高空散装和高空单锥体提升安装。该方法可保证网架的几何精度,避免吊装变形及网架自身变形。
2014, 29(1): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg201401019
摘要:
可滑动悬索式安全网为安全防护施工技术,该技术可为建筑工程中的大跨度、厂房结构提供水平安全防护,相对于传统的水平安全防护方法,该技术更为方便和实用,可大大减少人工、材料的投入,经济效果非常好。该项技术在南航沈阳维修机库工程成功运用,最终实现了预定的成本和工期的目标,保证了施工人员的安全,实现了安全零事故的目标。
可滑动悬索式安全网为安全防护施工技术,该技术可为建筑工程中的大跨度、厂房结构提供水平安全防护,相对于传统的水平安全防护方法,该技术更为方便和实用,可大大减少人工、材料的投入,经济效果非常好。该项技术在南航沈阳维修机库工程成功运用,最终实现了预定的成本和工期的目标,保证了施工人员的安全,实现了安全零事故的目标。
2014, 29(1): 75-77.
doi: 10.13206/j.gjg201401020
摘要:
随着复杂钢结构建筑的兴起,以平面坐标为基础的传统建模方法步骤繁琐、修改复杂,无法准确表达构件之间的三维关系,不符合建筑设计参数化数字化的发展趋势。介绍Rhino软件、基于Rhino的Grasshopper、Paneling Tool等插件及其在结构参数化建模中的应用,并以一个双向正弦曲面空间桁架为例,详细介绍了参数化建模方法在结构建模中的应用。
随着复杂钢结构建筑的兴起,以平面坐标为基础的传统建模方法步骤繁琐、修改复杂,无法准确表达构件之间的三维关系,不符合建筑设计参数化数字化的发展趋势。介绍Rhino软件、基于Rhino的Grasshopper、Paneling Tool等插件及其在结构参数化建模中的应用,并以一个双向正弦曲面空间桁架为例,详细介绍了参数化建模方法在结构建模中的应用。
