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2017年 第32卷 第9期
2017, 32(9): 1-5.
doi: 10.13206/j.gjg.201709001
摘要
摘要:
自由曲面单层空间网格结构作为一种新型结构形式,以其流畅自然的线条、灵活多样的结构形态,广泛应用于各类大型公共建筑中。自由曲面结构通过结构应变能为优化目标,节点坐标为优化变量进行曲面形状优化,以达到较好的静力性能,但优化后曲面的抗震性能,目前还缺乏了解。以自由曲面单层三角形网格结构为例进行结构形态优化研究,通过时程分析法研究优化后自由曲面网格结构在罕遇地震作用下的动力响应,总结其抗震性能。研究结果表明:经过形态优化后网格结构的静力性能得到很大提高;罕遇地震作用下,优化后网格结构最大位移出现位置由中部靠下部位转移到中部靠上部位,且3个方向的最大位移数值均小于优化前的网格结构;网格结构最大等效应力和最大轴向压应力都有一定幅度下降,网格优化和光顺化主要影响的是地震作用下结构的竖向位移,且优化后在El Centro地震波作用下结构最大竖向位移减少近25%,表明形态优化有效提高了自由曲面单层空间网格结构在罕遇地震下的抗震性能。
自由曲面单层空间网格结构作为一种新型结构形式,以其流畅自然的线条、灵活多样的结构形态,广泛应用于各类大型公共建筑中。自由曲面结构通过结构应变能为优化目标,节点坐标为优化变量进行曲面形状优化,以达到较好的静力性能,但优化后曲面的抗震性能,目前还缺乏了解。以自由曲面单层三角形网格结构为例进行结构形态优化研究,通过时程分析法研究优化后自由曲面网格结构在罕遇地震作用下的动力响应,总结其抗震性能。研究结果表明:经过形态优化后网格结构的静力性能得到很大提高;罕遇地震作用下,优化后网格结构最大位移出现位置由中部靠下部位转移到中部靠上部位,且3个方向的最大位移数值均小于优化前的网格结构;网格结构最大等效应力和最大轴向压应力都有一定幅度下降,网格优化和光顺化主要影响的是地震作用下结构的竖向位移,且优化后在El Centro地震波作用下结构最大竖向位移减少近25%,表明形态优化有效提高了自由曲面单层空间网格结构在罕遇地震下的抗震性能。
2017, 32(9): 6-12.
doi: 10.13206/j.gjg.201709002
摘要:
双重钢连柱钢支撑结构是由耗能段和支撑框架采用不同强度钢材构成的双重抗侧力体系。为了研究其在低周往复荷载作用下的滞回性能,设计了1组仅改变支撑框架钢材强度等级的连柱钢支撑试件。采用ABAQUS有限元分析软件建立有限元模型,并对试件进行了循环荷载作用下的非线性有限元分析。分析结果表明:提高支撑框架钢材强度等级,试件的极限承载力提高、剩余刚度增大、破坏程度减轻,有利于震后修复,但试件延性降低;耗能段可替换的层间侧移角下限基本不变,其上限提高明显。
双重钢连柱钢支撑结构是由耗能段和支撑框架采用不同强度钢材构成的双重抗侧力体系。为了研究其在低周往复荷载作用下的滞回性能,设计了1组仅改变支撑框架钢材强度等级的连柱钢支撑试件。采用ABAQUS有限元分析软件建立有限元模型,并对试件进行了循环荷载作用下的非线性有限元分析。分析结果表明:提高支撑框架钢材强度等级,试件的极限承载力提高、剩余刚度增大、破坏程度减轻,有利于震后修复,但试件延性降低;耗能段可替换的层间侧移角下限基本不变,其上限提高明显。
2017, 32(9): 13-16.
doi: 10.13206/j.gjg.201709003
摘要:
随着输电线路电压等级的不断提高,杆塔结构荷载越来越大,高强钢以其强度高等特点在特高压输电钢管塔中得到了较为广泛的应用。然而,目前国内对Q460高强钢管承载力特性的相关研究较为匮乏,更没有涉及到镀锌Q460高强钢管。针对12组不镀锌Q460高强钢管及6组镀锌Q460高强钢管试件开展轴压试验,研究Q460高强钢管的承载力及变形特性,分析镀锌对高强钢承载力特性的影响规律。结果表明:Q460高强钢管的承载力比我国相关规范中对应设计值高20%以上;镀锌对钢管的稳定承载力有明显的提高作用。
随着输电线路电压等级的不断提高,杆塔结构荷载越来越大,高强钢以其强度高等特点在特高压输电钢管塔中得到了较为广泛的应用。然而,目前国内对Q460高强钢管承载力特性的相关研究较为匮乏,更没有涉及到镀锌Q460高强钢管。针对12组不镀锌Q460高强钢管及6组镀锌Q460高强钢管试件开展轴压试验,研究Q460高强钢管的承载力及变形特性,分析镀锌对高强钢承载力特性的影响规律。结果表明:Q460高强钢管的承载力比我国相关规范中对应设计值高20%以上;镀锌对钢管的稳定承载力有明显的提高作用。
2017, 32(9): 17-22.
doi: 10.13206/j.gjg.201709004
摘要:
T型连接的力学性能在半钢性节点中集中体现为梁端板或柱翼缘的抗弯性能以及螺栓的抗拉性能。为了研究螺栓的抗弯性能在T型连接力学性能中的贡献,设计了10组不同尺寸的T型连接并进行单调加载试验,并依据有限元模拟分析,推导出基于螺栓抗弯性能的T型连接模型的抗拉刚度计算式。研究结果表明:螺栓的抗弯性能在T型件的刚度分析中是不可忽略的;半刚性节点中反映柱翼缘和梁端板的弹簧组件可以由T型件中具有抗弯特性的翼缘板进行等效;T型件在整个有效宽度范围内是全截面共同发挥作用的,这样在简化成等效的半固支梁进行力学分析时才可以应用平截面假定。
T型连接的力学性能在半钢性节点中集中体现为梁端板或柱翼缘的抗弯性能以及螺栓的抗拉性能。为了研究螺栓的抗弯性能在T型连接力学性能中的贡献,设计了10组不同尺寸的T型连接并进行单调加载试验,并依据有限元模拟分析,推导出基于螺栓抗弯性能的T型连接模型的抗拉刚度计算式。研究结果表明:螺栓的抗弯性能在T型件的刚度分析中是不可忽略的;半刚性节点中反映柱翼缘和梁端板的弹簧组件可以由T型件中具有抗弯特性的翼缘板进行等效;T型件在整个有效宽度范围内是全截面共同发挥作用的,这样在简化成等效的半固支梁进行力学分析时才可以应用平截面假定。
2017, 32(9): 23-27.
doi: 10.13206/j.gjg.201709005
摘要:
为更贴近实际工程结构的使用情况,在三维框架中对部分外包混凝土柱-型钢梁角钢连接半刚性节点的抗震性能进行研究。试验设计了一榀三维框架缩尺试件,在低周反复水平荷载及恒定的竖向荷载下,通过对梁端、连接角钢和节点域的应变、位移数据的采集及处理,分析此类节点的破坏模式、滞回性能、角钢应变、节点域应变、节点转角及初始转动刚度。试验结果表明:角钢连接半刚性节点有较强的转动能力,有接近铰接节点的转动表现;角钢连接节点的延性优越、滞回性好,表现出优异的抗震性能;受到螺栓、角钢滑移的影响,顶底角钢节点滞回曲线存在微弱的捏缩现象,但总体比较饱满。
为更贴近实际工程结构的使用情况,在三维框架中对部分外包混凝土柱-型钢梁角钢连接半刚性节点的抗震性能进行研究。试验设计了一榀三维框架缩尺试件,在低周反复水平荷载及恒定的竖向荷载下,通过对梁端、连接角钢和节点域的应变、位移数据的采集及处理,分析此类节点的破坏模式、滞回性能、角钢应变、节点域应变、节点转角及初始转动刚度。试验结果表明:角钢连接半刚性节点有较强的转动能力,有接近铰接节点的转动表现;角钢连接节点的延性优越、滞回性好,表现出优异的抗震性能;受到螺栓、角钢滑移的影响,顶底角钢节点滞回曲线存在微弱的捏缩现象,但总体比较饱满。
2017, 32(9): 28-33.
doi: 10.13206/j.gjg.201709006
摘要:
采用有限元软件ABAQUS对节点域箱形弱轴连接普通节点和翼缘板式加强型节点进行有限元分析,研究了翼缘过渡板的长度、翼缘过渡板的厚度、轴压比、钢材强度对节点域箱形弱轴连接翼缘板加强型节点滞回性能的影响。分析结果表明:在循环荷载作用下,翼缘板厚度对节点的滞回性能影响较小,建议翼缘过渡板tf的厚度取值范围为1.2t≤tf≤1.6t(t为梁翼缘厚度);翼缘板长度对节点的滞回曲线影响较明显,建议翼缘加强板长度l_p的取值范围为0.6h_b≤l_p≤0.8h_b(h_b为梁的高度);轴压比不宜过大,建议取0.6以下,否则无法满足"强柱弱梁"的抗震设防要求;随着钢材强度的提高,节点的屈服承载能力和极限承载能力随之也提高,但其延性也在降低,Q390以上的中高强度钢材不满足延性大于3的要求,因此中高强度钢材的应用有待进一步的研究。
采用有限元软件ABAQUS对节点域箱形弱轴连接普通节点和翼缘板式加强型节点进行有限元分析,研究了翼缘过渡板的长度、翼缘过渡板的厚度、轴压比、钢材强度对节点域箱形弱轴连接翼缘板加强型节点滞回性能的影响。分析结果表明:在循环荷载作用下,翼缘板厚度对节点的滞回性能影响较小,建议翼缘过渡板tf的厚度取值范围为1.2t≤tf≤1.6t(t为梁翼缘厚度);翼缘板长度对节点的滞回曲线影响较明显,建议翼缘加强板长度l_p的取值范围为0.6h_b≤l_p≤0.8h_b(h_b为梁的高度);轴压比不宜过大,建议取0.6以下,否则无法满足"强柱弱梁"的抗震设防要求;随着钢材强度的提高,节点的屈服承载能力和极限承载能力随之也提高,但其延性也在降低,Q390以上的中高强度钢材不满足延性大于3的要求,因此中高强度钢材的应用有待进一步的研究。
2017, 32(9): 34-40.
doi: 10.13206/j.gjg.201709007
摘要:
为解决H形柱外伸端板弱轴连接抗震性能不足的问题,提出了一种翼缘削弱型外伸端板梁柱弱轴连接。利用有限元软件ABAQUS对削弱型端板节点和普通端板连接节点进行了低周反复荷载下的力学性能比较分析,并研究翼缘削弱几何参数对削弱型端板节点受力性能的影响。研究结果表明:削弱型端板节点的塑性转动能力平均值约为0.05 rad,与普通端板连接节点相比具有较好的抗震性能;削弱型端板节点破坏出现在远离节点域的削弱区域,而柱子基本完好,满足"强柱弱梁"的抗震设计理念,按照欧洲标准EC 3的连接刚度分类,削弱型端板节点属于半刚性连接;翼缘削弱几何参数中,削弱区距柱端板的距离、削弱长度以及削弱深度对削弱型端板节点的极限转角,塑性转动能力等方面均有显著影响,应合理选择削弱参数;根据美国标准FEMA-350中对削弱参数的规定,给出了翼缘削弱几何参数的建议取值范围。
为解决H形柱外伸端板弱轴连接抗震性能不足的问题,提出了一种翼缘削弱型外伸端板梁柱弱轴连接。利用有限元软件ABAQUS对削弱型端板节点和普通端板连接节点进行了低周反复荷载下的力学性能比较分析,并研究翼缘削弱几何参数对削弱型端板节点受力性能的影响。研究结果表明:削弱型端板节点的塑性转动能力平均值约为0.05 rad,与普通端板连接节点相比具有较好的抗震性能;削弱型端板节点破坏出现在远离节点域的削弱区域,而柱子基本完好,满足"强柱弱梁"的抗震设计理念,按照欧洲标准EC 3的连接刚度分类,削弱型端板节点属于半刚性连接;翼缘削弱几何参数中,削弱区距柱端板的距离、削弱长度以及削弱深度对削弱型端板节点的极限转角,塑性转动能力等方面均有显著影响,应合理选择削弱参数;根据美国标准FEMA-350中对削弱参数的规定,给出了翼缘削弱几何参数的建议取值范围。
2017, 32(9): 41-46.
doi: 10.13206/j.gjg.201709008
摘要:
进行了11根多室式T形钢管混凝土柱的双向偏压试验,其破坏形态为整体弯曲变形以及局部屈曲破坏。对试件的应变分布进行了分析,其截面符合平截面假定。通过有限元软件建立计算模型,数值模拟结果与试验结果吻合很好。在此基础上,通过固定偏心角,改变偏心距的方法,得出了试件的极限荷载N与其对应的弯矩M的关系曲线。改变偏心角可做出试件的破坏曲面。通过判断试件受力对应的坐标是否在曲面包络的范围内,可知某一受力情况下试件破坏与否。
进行了11根多室式T形钢管混凝土柱的双向偏压试验,其破坏形态为整体弯曲变形以及局部屈曲破坏。对试件的应变分布进行了分析,其截面符合平截面假定。通过有限元软件建立计算模型,数值模拟结果与试验结果吻合很好。在此基础上,通过固定偏心角,改变偏心距的方法,得出了试件的极限荷载N与其对应的弯矩M的关系曲线。改变偏心角可做出试件的破坏曲面。通过判断试件受力对应的坐标是否在曲面包络的范围内,可知某一受力情况下试件破坏与否。
2017, 32(9): 47-51.
doi: 10.13206/j.gjg.201709009
摘要:
以跨径(82.9+172+82.9)m预应力混凝土连续梁-钢管混凝土拱组合桥为背景,采用软件MIDAS建立了单箱单室截面连续梁桥和连续梁-拱组合桥两种空间有限元模型,对两种桥梁横向受力及传递规律进行研究。分析结果表明:边跨梁段,连续梁桥与连续梁-拱组合桥横向内力及横向应力基本一致;中跨梁段,连续梁桥的轴力较小,横向弯矩较大,连续梁-拱组合桥应力较小,分布较均匀;边腹板位置处环框模型均可以包络连续梁桥和连续梁-拱桥顶板应力。对于连续梁-拱桥,环框模型在1/8~3/8边跨、1/6~1/2中跨范围内适用,其余位置,环框模型计算结果偏小;拱桥底板拉应力比连续梁桥拉应力大,且大于环梁模型计算结果,设计中应予以注意。
以跨径(82.9+172+82.9)m预应力混凝土连续梁-钢管混凝土拱组合桥为背景,采用软件MIDAS建立了单箱单室截面连续梁桥和连续梁-拱组合桥两种空间有限元模型,对两种桥梁横向受力及传递规律进行研究。分析结果表明:边跨梁段,连续梁桥与连续梁-拱组合桥横向内力及横向应力基本一致;中跨梁段,连续梁桥的轴力较小,横向弯矩较大,连续梁-拱组合桥应力较小,分布较均匀;边腹板位置处环框模型均可以包络连续梁桥和连续梁-拱桥顶板应力。对于连续梁-拱桥,环框模型在1/8~3/8边跨、1/6~1/2中跨范围内适用,其余位置,环框模型计算结果偏小;拱桥底板拉应力比连续梁桥拉应力大,且大于环梁模型计算结果,设计中应予以注意。
2017, 32(9): 52-56.
doi: 10.13206/j.gjg.201709010
摘要:
基于ABAQUS软件建立圆钢管混凝土曲杆纯弯有限元计算模型,分析不同弯曲度下圆钢管混凝土曲杆受力过程中的荷载-挠度曲线,比较圆钢管混凝土曲杆与空钢管曲杆和钢管混凝土直杆抗弯性能的差别,并对圆钢管混凝土曲杆的工作机理进行分析。最后基于弹性理论,推导了圆钢管混凝土曲杆的抗弯刚度解析解。研究结果表明:有限元分析结果与相关试验结果及解析解均吻合良好,由于钢管和混凝土的相互作用,钢管混凝土曲杆具有良好的延性和稳定性,曲线形轴线产生的轴力使得曲杆比直杆具有更高的抗弯承载力,随着弯曲度的增大,圆钢管混凝土曲杆的抗弯承载力和刚度均有所提高。
基于ABAQUS软件建立圆钢管混凝土曲杆纯弯有限元计算模型,分析不同弯曲度下圆钢管混凝土曲杆受力过程中的荷载-挠度曲线,比较圆钢管混凝土曲杆与空钢管曲杆和钢管混凝土直杆抗弯性能的差别,并对圆钢管混凝土曲杆的工作机理进行分析。最后基于弹性理论,推导了圆钢管混凝土曲杆的抗弯刚度解析解。研究结果表明:有限元分析结果与相关试验结果及解析解均吻合良好,由于钢管和混凝土的相互作用,钢管混凝土曲杆具有良好的延性和稳定性,曲线形轴线产生的轴力使得曲杆比直杆具有更高的抗弯承载力,随着弯曲度的增大,圆钢管混凝土曲杆的抗弯承载力和刚度均有所提高。
2017, 32(9): 57-61.
doi: 10.13206/j.gjg.201709011
摘要:
圆形煤场的设计要满足结构布置和构造措施要求。结合鸿山热电厂二期圆煤场网壳设计,介绍了风洞试验的模型和试验结果,进行了结构动力分析,并针对不同堆煤状态对上部结构进行了计算分析。结果表明:近海地区,风荷载仍然是上部结构的主控荷载。应考虑周边环境对煤棚的影响,进行风洞试验。堆煤状态计算不可忽略,必须建立整体模型分析不同堆煤状态对上部结构的影响,设计取各工况下的包络值。支座的理论假定应符合实际受力情况,并结合下部结构的受力特性综合确定,建议采用单项滑动支座,并限制最大滑移。
圆形煤场的设计要满足结构布置和构造措施要求。结合鸿山热电厂二期圆煤场网壳设计,介绍了风洞试验的模型和试验结果,进行了结构动力分析,并针对不同堆煤状态对上部结构进行了计算分析。结果表明:近海地区,风荷载仍然是上部结构的主控荷载。应考虑周边环境对煤棚的影响,进行风洞试验。堆煤状态计算不可忽略,必须建立整体模型分析不同堆煤状态对上部结构的影响,设计取各工况下的包络值。支座的理论假定应符合实际受力情况,并结合下部结构的受力特性综合确定,建议采用单项滑动支座,并限制最大滑移。
2017, 32(9): 62-67.
doi: 10.13206/j.gjg.201709012
摘要:
以中车科技文化展示中心为工程背景,对大跨度钢管桁架组合楼盖开展了人致振动舒适度研究。采用SAP 2000对楼盖进行模态分析和各种不利工况作用下的动力响应分析,重点研究行走、跑步、跳跃、起立等激励下楼盖的动力时程响应,得到相应的竖向振动峰值加速度,并与选取的舒适度评价标准对比。研究表明:该楼盖结构的人致振动舒适度满足设计要求;在跳跃、跑步等有节奏运动激励下,楼盖的振动响应较大;激励荷载的高阶谐波分量能引起楼盖的共振;分析人致振动舒适度应考虑建筑功能划分。
以中车科技文化展示中心为工程背景,对大跨度钢管桁架组合楼盖开展了人致振动舒适度研究。采用SAP 2000对楼盖进行模态分析和各种不利工况作用下的动力响应分析,重点研究行走、跑步、跳跃、起立等激励下楼盖的动力时程响应,得到相应的竖向振动峰值加速度,并与选取的舒适度评价标准对比。研究表明:该楼盖结构的人致振动舒适度满足设计要求;在跳跃、跑步等有节奏运动激励下,楼盖的振动响应较大;激励荷载的高阶谐波分量能引起楼盖的共振;分析人致振动舒适度应考虑建筑功能划分。
2017, 32(9): 68-71.
doi: 10.13206/j.gjg.201709013
摘要:
风荷载在空间中包含3个分量,在不同的高度处,风速存在不确定性。分别采用内力比法、折减系数法和剪力比方法对某大跨越杆塔进行埃菲尔效应分析,研究风荷载的不均性对杆塔斜材内力的影响。研究结果表明:大跨越杆塔下部塔身斜材存在埃菲尔效应,采用剪力比法时,埃菲尔效应更为明显。进行大跨越杆塔设计时,建议采用剪力比法进行设计。
风荷载在空间中包含3个分量,在不同的高度处,风速存在不确定性。分别采用内力比法、折减系数法和剪力比方法对某大跨越杆塔进行埃菲尔效应分析,研究风荷载的不均性对杆塔斜材内力的影响。研究结果表明:大跨越杆塔下部塔身斜材存在埃菲尔效应,采用剪力比法时,埃菲尔效应更为明显。进行大跨越杆塔设计时,建议采用剪力比法进行设计。
2017, 32(9): 72-76.
doi: 10.13206/j.gjg.201709014
摘要:
型钢混凝土巨型柱在当前应用较为普遍,其承载力的计算是工程师需要面对的问题。通过采用实体有限元法和纤维法对某实际工程中的箱型型钢混凝土柱承载力进行分析,根据分析结果,推导出承载力的简化计算式,该算式具有较高的精度。
型钢混凝土巨型柱在当前应用较为普遍,其承载力的计算是工程师需要面对的问题。通过采用实体有限元法和纤维法对某实际工程中的箱型型钢混凝土柱承载力进行分析,根据分析结果,推导出承载力的简化计算式,该算式具有较高的精度。
2017, 32(9): 77-80.
doi: 10.13206/j.gjg.201709015
摘要:
钢结构变电站构架在变电站中应用广泛,通常使用通用有限元软件对结构进行分析和设计。在通用有限元软件中,一般采用GB 50017—2003《钢结构设计规范》进行设计,变电站构架作为一种特殊的钢结构形式,在遵循GB 50017—2003的基础上也有其特殊的设置,因此在使用通用有限元软件进行构架结构设计时要按照构架结构技术要求调整相关参数,满足构架设计标准。以某220 k V构架为例,介绍使用通用有限元软件SAP 2000进行构架分析设计的方法以及需要注意的问题。
钢结构变电站构架在变电站中应用广泛,通常使用通用有限元软件对结构进行分析和设计。在通用有限元软件中,一般采用GB 50017—2003《钢结构设计规范》进行设计,变电站构架作为一种特殊的钢结构形式,在遵循GB 50017—2003的基础上也有其特殊的设置,因此在使用通用有限元软件进行构架结构设计时要按照构架结构技术要求调整相关参数,满足构架设计标准。以某220 k V构架为例,介绍使用通用有限元软件SAP 2000进行构架分析设计的方法以及需要注意的问题。
2017, 32(9): 81-84.
doi: 10.13206/j.gjg.201709016
摘要:
500kV变电构架的纵向支撑结构一般采用端部斜撑,对于超长构架,通常需要在构架两端设置双斜撑,使得构架总长度增加,造成配电装置场地占地面积加大。依托金官±500 kV换流站500 kV交流出线构架设计,将超长构架纵向支撑结构优化为柱间支撑,从而取消构架两端斜撑。对端部斜撑方案和柱间支撑方案进行了技术经济比较。结果表明:柱间支撑方案具有不低于端部斜撑方案的结构承载力和抗侧刚度,两种方案的结构耗钢量基本相同,柱间支撑方案的支撑结构占地长度大幅减小,相应减小了构架总长度,减小了配电装置场地占地面积。
500kV变电构架的纵向支撑结构一般采用端部斜撑,对于超长构架,通常需要在构架两端设置双斜撑,使得构架总长度增加,造成配电装置场地占地面积加大。依托金官±500 kV换流站500 kV交流出线构架设计,将超长构架纵向支撑结构优化为柱间支撑,从而取消构架两端斜撑。对端部斜撑方案和柱间支撑方案进行了技术经济比较。结果表明:柱间支撑方案具有不低于端部斜撑方案的结构承载力和抗侧刚度,两种方案的结构耗钢量基本相同,柱间支撑方案的支撑结构占地长度大幅减小,相应减小了构架总长度,减小了配电装置场地占地面积。
2017, 32(9): 85-89.
doi: 10.13206/j.gjg.201709017
摘要:
将拉条连接点作为檩条的侧向约束点,已有的试验研究表明拉条不能完全阻止檩条的侧移。采用有限元软件建立了20榀分别设置上下双层平行拉条、上下对拉拉条以及三角形拉条三种拉条布置方式的檩条屋面结构模型,对比了不同模型的荷载-位移曲线、极限承载力以及失效模式。分析结果表明:上下双层平行拉条檩条在均布荷载下会出现明显的侧移和转动,其承载力远小于按GB 50018—2012《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算的承载力;三角形拉条檩条在均布荷载下的侧移量最小且没有转动,其承载力比按GB 50018—2012计算的承载力大10%左右。
将拉条连接点作为檩条的侧向约束点,已有的试验研究表明拉条不能完全阻止檩条的侧移。采用有限元软件建立了20榀分别设置上下双层平行拉条、上下对拉拉条以及三角形拉条三种拉条布置方式的檩条屋面结构模型,对比了不同模型的荷载-位移曲线、极限承载力以及失效模式。分析结果表明:上下双层平行拉条檩条在均布荷载下会出现明显的侧移和转动,其承载力远小于按GB 50018—2012《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算的承载力;三角形拉条檩条在均布荷载下的侧移量最小且没有转动,其承载力比按GB 50018—2012计算的承载力大10%左右。
2017, 32(9): 90-92.
doi: 10.13206/j.gjg.201709018
摘要:
根据单根加载试验情况,建立扣件式钢管模板支撑体系有限元模型,试验结果与有限元分析结果吻合较好,验证该有限元模型的正确性。进一步分析了剪刀撑布置方式与顶层增设水平拉杆对架体整体稳定性的影响。研究表明:加入竖向剪刀撑比加入水平剪刀撑,支撑体系的屈曲荷载提高了78.7%;同时加入竖向剪刀撑和水平剪刀撑比只加入竖向剪刀撑,支撑体系的屈曲荷载提高了0.93%;设置竖向剪刀撑可显著提高支撑体系屈曲荷载;设置水平剪刀撑对提高支撑体系屈曲荷载作用不明显。在顶层步距两水平拉杆中间增设一道水平拉杆,支撑体系的屈曲荷载可得到有效提高。
根据单根加载试验情况,建立扣件式钢管模板支撑体系有限元模型,试验结果与有限元分析结果吻合较好,验证该有限元模型的正确性。进一步分析了剪刀撑布置方式与顶层增设水平拉杆对架体整体稳定性的影响。研究表明:加入竖向剪刀撑比加入水平剪刀撑,支撑体系的屈曲荷载提高了78.7%;同时加入竖向剪刀撑和水平剪刀撑比只加入竖向剪刀撑,支撑体系的屈曲荷载提高了0.93%;设置竖向剪刀撑可显著提高支撑体系屈曲荷载;设置水平剪刀撑对提高支撑体系屈曲荷载作用不明显。在顶层步距两水平拉杆中间增设一道水平拉杆,支撑体系的屈曲荷载可得到有效提高。
2017, 32(9): 93-96.
doi: 10.13206/j.gjg.201709019
摘要:
依托于济祁高速公路淮南至合肥段钢板梁桥,对全焊连续钢板梁的制作标准化工艺进行研究,通过对其结构特点和施工特点进行分析,确定跨距、拱度和焊接质量等关键控制项点,围绕关键控制项点的控制,对零件加工、组装焊接、预拼装整个制作过程形成了一套标准化制作工艺,并经过实施验证了标准化工艺的合理性。
依托于济祁高速公路淮南至合肥段钢板梁桥,对全焊连续钢板梁的制作标准化工艺进行研究,通过对其结构特点和施工特点进行分析,确定跨距、拱度和焊接质量等关键控制项点,围绕关键控制项点的控制,对零件加工、组装焊接、预拼装整个制作过程形成了一套标准化制作工艺,并经过实施验证了标准化工艺的合理性。
2017, 32(9): 97-99.
doi: 10.13206/j.gjg.201709020
摘要:
某高层建筑采用核心筒-外框筒体系,核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成,外框筒由巨柱、重力柱、大斜撑、转换桁架构成。鉴于外框筒的巨柱施工到一定阶段,单根巨柱在高空中分叉为两根,开发了一种用于外框巨柱施工的可拼装钢连桥,以方便施工人员在分叉巨柱焊接过程中进行操作。通过合理的构造设计,钢连桥能够实现快速拼装和增加桥体长度。用有限元软件计算校核钢连桥的应力和变形,以满足强度和刚度要求。
某高层建筑采用核心筒-外框筒体系,核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成,外框筒由巨柱、重力柱、大斜撑、转换桁架构成。鉴于外框筒的巨柱施工到一定阶段,单根巨柱在高空中分叉为两根,开发了一种用于外框巨柱施工的可拼装钢连桥,以方便施工人员在分叉巨柱焊接过程中进行操作。通过合理的构造设计,钢连桥能够实现快速拼装和增加桥体长度。用有限元软件计算校核钢连桥的应力和变形,以满足强度和刚度要求。
2017, 32(9): 100-105.
doi: 10.13206/j.gjg.201709021
摘要:
江苏龙希大酒店0号塔顶部50 m直径的钢结构球体,位于300 m高空。球体采用悬臂安装,工序交叉复杂,钢构件分段多,安装难度大。根据施工难题进行技术攻关,托桁架采用地面组拼为整榀一次吊装和拼半榀分两次吊装两种安装方法,提高了安装效率。腰桁架下弦采取在跨中钢梁拉结的临时固定措施,保障了安装安全。下部网壳单元利用手动葫芦吊牵引并滑移至腰桁架下弦处,再二次吊起就位安装,解决了腰桁架阻碍安装的难题。利用葫芦吊、滚杠将支撑斜柱上节钢柱水平滑移至安装位置,解决了塔吊无法一次吊装就位的安装难题。
江苏龙希大酒店0号塔顶部50 m直径的钢结构球体,位于300 m高空。球体采用悬臂安装,工序交叉复杂,钢构件分段多,安装难度大。根据施工难题进行技术攻关,托桁架采用地面组拼为整榀一次吊装和拼半榀分两次吊装两种安装方法,提高了安装效率。腰桁架下弦采取在跨中钢梁拉结的临时固定措施,保障了安装安全。下部网壳单元利用手动葫芦吊牵引并滑移至腰桁架下弦处,再二次吊起就位安装,解决了腰桁架阻碍安装的难题。利用葫芦吊、滚杠将支撑斜柱上节钢柱水平滑移至安装位置,解决了塔吊无法一次吊装就位的安装难题。
2017, 32(9): 106-109.
doi: 10.13206/j.gjg.201709022
摘要:
某高层建筑外檐采用明框玻璃幕墙和蜂窝铝板幕墙,蜂窝铝板幕墙分布在各立面洞口部位玻璃幕墙之间,凸出明框玻璃幕墙面200 mm,视觉效果层次分明;蜂窝铝板幕墙横向分格设计跨度比较大,以一层一分格,整体效果较为整齐。蜂窝铝板幕墙骨架选用40 mm×60 mm×4 mm矩形钢管作为支撑骨架,经计算分析,骨架的最大应力为204.304 MPa,最大挠度为7.476 mm;铝面板最大应力为3.006 MPa,最大挠度为0.954 mm,骨架和面板的强度和刚度均满足要求。
某高层建筑外檐采用明框玻璃幕墙和蜂窝铝板幕墙,蜂窝铝板幕墙分布在各立面洞口部位玻璃幕墙之间,凸出明框玻璃幕墙面200 mm,视觉效果层次分明;蜂窝铝板幕墙横向分格设计跨度比较大,以一层一分格,整体效果较为整齐。蜂窝铝板幕墙骨架选用40 mm×60 mm×4 mm矩形钢管作为支撑骨架,经计算分析,骨架的最大应力为204.304 MPa,最大挠度为7.476 mm;铝面板最大应力为3.006 MPa,最大挠度为0.954 mm,骨架和面板的强度和刚度均满足要求。
2017, 32(9): 110-114.
doi: 10.13206/j.gjg.201709023
摘要:
在超高层建筑核心筒竖向结构施工中,顶升模架施工技术日趋完善,该工艺具有爬升速度快、施工质量高、安全度高等优点。针对长沙某超高层建筑核心筒施工,设计了一种符合该结构体系的智能化结构的液压顶升自爬模架体系,并制定了完整的施工工艺流程。实践证明:该体系解决了多个支撑系统同时自爬造成上部钢桁架系统在墙体上的支撑点减少而存在的安全风险问题,且顶升无步距限制,整体稳定性高。
在超高层建筑核心筒竖向结构施工中,顶升模架施工技术日趋完善,该工艺具有爬升速度快、施工质量高、安全度高等优点。针对长沙某超高层建筑核心筒施工,设计了一种符合该结构体系的智能化结构的液压顶升自爬模架体系,并制定了完整的施工工艺流程。实践证明:该体系解决了多个支撑系统同时自爬造成上部钢桁架系统在墙体上的支撑点减少而存在的安全风险问题,且顶升无步距限制,整体稳定性高。
2017, 32(9): 115-123.
doi: 10.13206/j.gjg.201709024
摘要:
为寻求灭火喷淋水急速冷却下火灾中钢框架结构的动力学响应特性及其破坏行为,对竖向荷载作用的单榀单跨火灾中钢框架在不同的冷却速率、冷却位置和初始温度下的受力特性及在梁跨中冷却的临界弯矩进行了分析计算,总结了喷水急速冷却作用对钢框架结构破坏过程的动力学行为和影响特点。结果表明:喷水急速冷却过程对钢柱的受力和变形影响较大。一般情况下,冷却水量低于30 L/min时,急速冷却作用对结构稳定性的影响不是很大;钢结构温度低于500℃时,喷水急速冷却作用也不会导致结构的垮塌。而当钢结构温度高于650℃时,灭火方法稍有不当,钢结构梁或柱承受的荷载有可能超过其临界值,直接导致结构毫无征兆的垮塌。
为寻求灭火喷淋水急速冷却下火灾中钢框架结构的动力学响应特性及其破坏行为,对竖向荷载作用的单榀单跨火灾中钢框架在不同的冷却速率、冷却位置和初始温度下的受力特性及在梁跨中冷却的临界弯矩进行了分析计算,总结了喷水急速冷却作用对钢框架结构破坏过程的动力学行为和影响特点。结果表明:喷水急速冷却过程对钢柱的受力和变形影响较大。一般情况下,冷却水量低于30 L/min时,急速冷却作用对结构稳定性的影响不是很大;钢结构温度低于500℃时,喷水急速冷却作用也不会导致结构的垮塌。而当钢结构温度高于650℃时,灭火方法稍有不当,钢结构梁或柱承受的荷载有可能超过其临界值,直接导致结构毫无征兆的垮塌。
