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2018年 第33卷 第10期
2018, 33(10): 1-7.
doi: 10.13206/j.gjg.201810001
摘要
摘要:
肢宽厚比为4～8的钢管混凝土异形柱可称为宽肢组合异形柱,其在地震作用下的受力性能和破坏机理与短肢异形柱相比有显著不同。为研究其抗震性能,采用通用有限元软件ABAQUS,对实腹式L形宽肢组合异形柱及其他文献中的钢管混凝土异形柱进行了循环荷载作用下受力性能的模拟计算,结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上,利用验证后的有限元模型研究了端柱钢管管壁宽厚比、双钢板混凝土连接墙含钢率、轴压比和截面肢宽厚比等参数对实腹式L形宽肢组合异形柱抗震性能的影响。分析结果表明:端柱钢管管壁宽厚比、连接墙含钢率和肢宽厚比是该类组合异形柱承载力和刚度的主要影响因素;轴压比和肢宽厚比对柱的延性影响较大;当端柱钢管管壁宽厚比小、连接墙含钢率大、轴压比小和肢宽厚比大时,该类异形柱的耗能能力好,并据此提出了抗震设计建议。
肢宽厚比为4～8的钢管混凝土异形柱可称为宽肢组合异形柱,其在地震作用下的受力性能和破坏机理与短肢异形柱相比有显著不同。为研究其抗震性能,采用通用有限元软件ABAQUS,对实腹式L形宽肢组合异形柱及其他文献中的钢管混凝土异形柱进行了循环荷载作用下受力性能的模拟计算,结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上,利用验证后的有限元模型研究了端柱钢管管壁宽厚比、双钢板混凝土连接墙含钢率、轴压比和截面肢宽厚比等参数对实腹式L形宽肢组合异形柱抗震性能的影响。分析结果表明:端柱钢管管壁宽厚比、连接墙含钢率和肢宽厚比是该类组合异形柱承载力和刚度的主要影响因素;轴压比和肢宽厚比对柱的延性影响较大;当端柱钢管管壁宽厚比小、连接墙含钢率大、轴压比小和肢宽厚比大时,该类异形柱的耗能能力好,并据此提出了抗震设计建议。
2018, 33(10): 8-14.
doi: 10.13206/j.gjg.201810002
摘要:
为了研究BRS板耗能部分自复位连接新型PEC柱-钢梁组合框架结构层间抗震机理,以试验试件为基本试件,考虑T形件螺栓连接方式、T形件前排螺栓长圆孔长度和预拉杆预应力值3个设计参数,衍生设计了4个模型试件,并采用ABAQUS有限元软件对其进行了低周往复荷载下抗震机理的数值模拟。根据模拟结果,得到了试件多条滞回曲线和相应应力云图,对试件承载能力、自复位功效、耗能能力和部分自复位连接传力机理进行了分析。研究结果表明:BRS耗能板T形件与PEC柱设置单边螺栓连接,T形件翼缘的面外翘曲明显,相应延缓了BRS板的耗能发展进程; T形件前排螺栓长圆孔长度取值决定BRS耗能板的耗能能力的发挥和实现连接转化承压型模式的设计预定目标;预拉杆预应力增大使得结构的残余变形减小,具有良好的自复位功效;所有试件在加载超过框架结构设防烈度地震层间侧移角限值0.02 rad时,试件层间侧移角与连接转角残余值均基本满足自复位结构残余侧移角限值0.005 rad的要求,试件具有良好的自复位功效和抗倒塌性能。
为了研究BRS板耗能部分自复位连接新型PEC柱-钢梁组合框架结构层间抗震机理,以试验试件为基本试件,考虑T形件螺栓连接方式、T形件前排螺栓长圆孔长度和预拉杆预应力值3个设计参数,衍生设计了4个模型试件,并采用ABAQUS有限元软件对其进行了低周往复荷载下抗震机理的数值模拟。根据模拟结果,得到了试件多条滞回曲线和相应应力云图,对试件承载能力、自复位功效、耗能能力和部分自复位连接传力机理进行了分析。研究结果表明:BRS耗能板T形件与PEC柱设置单边螺栓连接,T形件翼缘的面外翘曲明显,相应延缓了BRS板的耗能发展进程; T形件前排螺栓长圆孔长度取值决定BRS耗能板的耗能能力的发挥和实现连接转化承压型模式的设计预定目标;预拉杆预应力增大使得结构的残余变形减小,具有良好的自复位功效;所有试件在加载超过框架结构设防烈度地震层间侧移角限值0.02 rad时,试件层间侧移角与连接转角残余值均基本满足自复位结构残余侧移角限值0.005 rad的要求,试件具有良好的自复位功效和抗倒塌性能。
2018, 33(10): 15-18.
doi: 10.13206/j.gjg.201810003
摘要:
矩形钢管平面节点是屋架结构中常见的节点形式,对由钢板焊接而成的屋架矩形截面钢管平面节点进行静力试验研究,分析了节点在横向荷载作用下的应变、位移、荷载响应。由试验结果和理论分析可知:在线弹性范围内,试件中面处挠度的试验值大于理论值;加载过程中,试件顶部的应变增长速度小于底部的;在整个试验过程中各个位置处的焊缝均未出现内部损伤、开裂的现象;节点承载力满足设计要求。
矩形钢管平面节点是屋架结构中常见的节点形式,对由钢板焊接而成的屋架矩形截面钢管平面节点进行静力试验研究,分析了节点在横向荷载作用下的应变、位移、荷载响应。由试验结果和理论分析可知:在线弹性范围内,试件中面处挠度的试验值大于理论值;加载过程中,试件顶部的应变增长速度小于底部的;在整个试验过程中各个位置处的焊缝均未出现内部损伤、开裂的现象;节点承载力满足设计要求。
2018, 33(10): 19-23.
doi: 10.13206/j.gjg.201810004
摘要:
对一组自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢节点的静力性能进行了研究。采用试验研究和有限元分析相结合的方法对该类节点的破坏模式、弯矩-转角关系、应力分布、荷载-位移关系等方面进行了分析和探讨。研究结果表明:自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢节点常见破坏模式为孔壁挤压破坏和螺钉剪切破坏;该类节点属于半刚性节点,其弯矩-转角关系呈现非线性特征;螺钉的排列情况对该类节点的性能有所影响,不容忽视;所建立的有限元模型与实际情况基本一致,可以用来分析该类节点的性能。
对一组自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢节点的静力性能进行了研究。采用试验研究和有限元分析相结合的方法对该类节点的破坏模式、弯矩-转角关系、应力分布、荷载-位移关系等方面进行了分析和探讨。研究结果表明:自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢节点常见破坏模式为孔壁挤压破坏和螺钉剪切破坏;该类节点属于半刚性节点,其弯矩-转角关系呈现非线性特征;螺钉的排列情况对该类节点的性能有所影响,不容忽视;所建立的有限元模型与实际情况基本一致,可以用来分析该类节点的性能。
2018, 33(10): 24-27.
doi: 10.13206/j.gjg.201810005
摘要:
针对悬臂梁在冲击荷载作用下的弹塑性动力响应进行研究,利用有限元软件ABAQUS建立悬臂梁模型进行数值分析。对悬臂梁中点施加冲击荷载,通过对响应不同时刻弯矩分布特征的分析,阐明了悬臂梁的弹塑性动力响应模式。结果表明冲击荷载作用下悬臂梁整个响应过程可划分为5个阶段,即弹塑性波对称传播阶段、弹塑性波反射迭加阶段、双驻定铰阶段、根部单铰阶段、弹性自由振动阶段。合理解释了撞击发生后,悬臂梁局部区段所发生的反向弯曲变形,弹塑性分析证实了响应早期弹塑性波反射迭加阶段和双驻定铰阶段的存在性,肯定了刚塑性分析所假定模式的主要特征,从而为发展全面的弹塑性分析模型提供参考。
针对悬臂梁在冲击荷载作用下的弹塑性动力响应进行研究,利用有限元软件ABAQUS建立悬臂梁模型进行数值分析。对悬臂梁中点施加冲击荷载,通过对响应不同时刻弯矩分布特征的分析,阐明了悬臂梁的弹塑性动力响应模式。结果表明冲击荷载作用下悬臂梁整个响应过程可划分为5个阶段,即弹塑性波对称传播阶段、弹塑性波反射迭加阶段、双驻定铰阶段、根部单铰阶段、弹性自由振动阶段。合理解释了撞击发生后,悬臂梁局部区段所发生的反向弯曲变形,弹塑性分析证实了响应早期弹塑性波反射迭加阶段和双驻定铰阶段的存在性,肯定了刚塑性分析所假定模式的主要特征,从而为发展全面的弹塑性分析模型提供参考。
2018, 33(10): 28-33.
doi: 10.13206/j.gjg.201810006
摘要:
提出了一种结构新颖的约束屈曲支撑结构。该支撑采用Q235钢,内芯为端部内侧设置有加劲肋和加劲板的钢管,外围约束构件为普通钢管。通过对全长15 m的足尺试件施加低周拉压往复循环荷载,研究其受力性能与滞回耗能能力。试验结果表明:该约束屈曲支撑承载能力和滞回性能表现良好,可作为承载型约束屈曲支撑运用于实际工程。同时发现内加劲肋起始点是该约束屈曲支撑最薄弱的部位,若需将该约束屈曲支撑作为耗能阻尼器,则仍需对内置加劲肋进行改进。
提出了一种结构新颖的约束屈曲支撑结构。该支撑采用Q235钢,内芯为端部内侧设置有加劲肋和加劲板的钢管,外围约束构件为普通钢管。通过对全长15 m的足尺试件施加低周拉压往复循环荷载,研究其受力性能与滞回耗能能力。试验结果表明:该约束屈曲支撑承载能力和滞回性能表现良好,可作为承载型约束屈曲支撑运用于实际工程。同时发现内加劲肋起始点是该约束屈曲支撑最薄弱的部位,若需将该约束屈曲支撑作为耗能阻尼器,则仍需对内置加劲肋进行改进。
2018, 33(10): 34-39.
doi: 10.13206/j.gjg.201810007
摘要:
为研究内配钢筋钢管混凝土在受轴向拉力时各处的应力分布及各个界面的黏结滑移本构关系,通过对16根内加钢筋圆钢管混凝土试件的轴向抗拉试验,研究了内配钢筋钢管混凝土的黏结滑移性能,确定了钢管混凝土内的应力分布规律,探索了钢管和混凝土之间的黏结滑移本构关系。试验结果表明,内配钢筋能够有效提高钢管混凝土的整体刚度,钢筋-混凝土和钢管-混凝土界面黏结应力都随着荷载的变化而变化,并且会由于混凝土的开裂发生应力重分布。最后,根据试验结果提出了钢管和混凝土之间在不同环向压力下的本构关系模型,并通过与试验结果对比验证了模型的有效性。
为研究内配钢筋钢管混凝土在受轴向拉力时各处的应力分布及各个界面的黏结滑移本构关系,通过对16根内加钢筋圆钢管混凝土试件的轴向抗拉试验,研究了内配钢筋钢管混凝土的黏结滑移性能,确定了钢管混凝土内的应力分布规律,探索了钢管和混凝土之间的黏结滑移本构关系。试验结果表明,内配钢筋能够有效提高钢管混凝土的整体刚度,钢筋-混凝土和钢管-混凝土界面黏结应力都随着荷载的变化而变化,并且会由于混凝土的开裂发生应力重分布。最后,根据试验结果提出了钢管和混凝土之间在不同环向压力下的本构关系模型,并通过与试验结果对比验证了模型的有效性。
2018, 33(10): 40-46.
doi: 10.13206/j.gjg.201810008
摘要:
已有的关于圆钢管钢骨混凝土柱承载力参数的文献中,仅给出其大致的取值范围,并未考虑各参数间的交互影响和给出其最优取值,难以有效指导工程设计。建立了圆钢管钢骨混凝土受压柱有限元模型,并采用试验数据对其有效性进行了验证,根据正交试验原理设计了16个圆钢管钢骨混凝土柱计算模型,进行了非线性轴心受压分析。采用正交试验极值法分析了纵筋、箍筋、钢骨、混凝土强度和截面尺寸等参数对承载力的影响,得到了纵筋配筋率、箍筋体积配箍率、钢骨含钢率和混凝土强度等级等参数的最优取值和最佳取值范围,以及所适宜的柱截面尺寸。
已有的关于圆钢管钢骨混凝土柱承载力参数的文献中,仅给出其大致的取值范围,并未考虑各参数间的交互影响和给出其最优取值,难以有效指导工程设计。建立了圆钢管钢骨混凝土受压柱有限元模型,并采用试验数据对其有效性进行了验证,根据正交试验原理设计了16个圆钢管钢骨混凝土柱计算模型,进行了非线性轴心受压分析。采用正交试验极值法分析了纵筋、箍筋、钢骨、混凝土强度和截面尺寸等参数对承载力的影响,得到了纵筋配筋率、箍筋体积配箍率、钢骨含钢率和混凝土强度等级等参数的最优取值和最佳取值范围,以及所适宜的柱截面尺寸。
2018, 33(10): 47-50.
doi: 10.13206/j.gjg.201810009
摘要:
介绍了有限元软件ANSYS的基本计算原理,并建立了普通连续钢梁和预应力连续钢梁仿真模型,通过普通连续钢梁试验和预应力连续钢梁试验证实了模型的合理性,再通过有限元模型分析了在不同张拉力作用下连续梁的切应力和抗剪刚度,得出了预应力对连续钢梁切应力状态有一定的改善,对连续梁的抗剪刚度有所提升,随着张拉力的增大,抗剪刚度大小基本不变。连续梁的腹板厚度和布索方式对抗剪性能有不同的影响,相比于腹板厚度,预应力钢束对连续梁的抗弯刚度影响较大对抗剪刚度影响较小,双折点布索有利于本跨内刚度的提高,单折点布索有利于邻跨刚度,增大钢束在中支座处的弯起角度有利于腹板的抗剪但不利于跨中抗弯。
介绍了有限元软件ANSYS的基本计算原理,并建立了普通连续钢梁和预应力连续钢梁仿真模型,通过普通连续钢梁试验和预应力连续钢梁试验证实了模型的合理性,再通过有限元模型分析了在不同张拉力作用下连续梁的切应力和抗剪刚度,得出了预应力对连续钢梁切应力状态有一定的改善,对连续梁的抗剪刚度有所提升,随着张拉力的增大,抗剪刚度大小基本不变。连续梁的腹板厚度和布索方式对抗剪性能有不同的影响,相比于腹板厚度,预应力钢束对连续梁的抗弯刚度影响较大对抗剪刚度影响较小,双折点布索有利于本跨内刚度的提高,单折点布索有利于邻跨刚度,增大钢束在中支座处的弯起角度有利于腹板的抗剪但不利于跨中抗弯。
2018, 33(10): 51-54.
doi: 10.13206/j.gjg.201810010
摘要:
通过理论分析阐述了影响矩阵法的基本原理以及形成系杆拱桥吊杆索力影响矩阵的方法,结合工程实例通过对有限元模型进行刚度修正后,采用施加单位力的方法求解吊杆索力影响矩阵,并根据现场局部张拉吊杆的方法对吊杆索力影响矩阵的精确性进行试验研究。研究结果表明该方法计算分析精度较高,而且简便、实用。
通过理论分析阐述了影响矩阵法的基本原理以及形成系杆拱桥吊杆索力影响矩阵的方法,结合工程实例通过对有限元模型进行刚度修正后,采用施加单位力的方法求解吊杆索力影响矩阵,并根据现场局部张拉吊杆的方法对吊杆索力影响矩阵的精确性进行试验研究。研究结果表明该方法计算分析精度较高,而且简便、实用。
2018, 33(10): 55-58.
doi: 10.13206/j.gjg.201810011
摘要:
某景观悬索桥设计中,要求在满足滨河居民安全通行的基础上,兼顾游乐体验。通过增大矢跨比、设置铰支座、加劲梁铰接等措施大大增强了结构的柔度;同时,设置刚性立柱、大截面扶手等增强行人的安全感受。从结构造型切入,论述如何协调刚柔设计,以满足安全通行和游乐体验兼具的矛盾要求。对建成后的索桥进行了荷载试验,将试验结果与SAP 2000有限元分析结果进行对比,充分论证了索桥刚柔设计的合理性和安全性。
某景观悬索桥设计中,要求在满足滨河居民安全通行的基础上,兼顾游乐体验。通过增大矢跨比、设置铰支座、加劲梁铰接等措施大大增强了结构的柔度;同时,设置刚性立柱、大截面扶手等增强行人的安全感受。从结构造型切入,论述如何协调刚柔设计,以满足安全通行和游乐体验兼具的矛盾要求。对建成后的索桥进行了荷载试验,将试验结果与SAP 2000有限元分析结果进行对比,充分论证了索桥刚柔设计的合理性和安全性。
2018, 33(10): 59-62.
doi: 10.13206/j.gjg.201810012
摘要:
针对单层柱面网壳稳定性较差的特点,构建了新型的折线形单层柱面网壳。首先对构建的3种拱向准线形式折线形单层柱面网壳进行了两种荷载条件下的特征屈曲分析,结果表明:起折后的折线形单层柱面网壳的一阶临界荷载屈曲系数相对于单层圆柱面网壳结构提高了十几倍。然后对折线形单层圆柱面网壳考虑荷载的不利布置和温度作用对其稳定性的影响,结果表明:在周边支承的情况下结构升温对承载力更为不利。最后对3种拱向准线形式折线形单层柱面网壳进行考虑了初始缺陷和荷载不对称布置的非线性分析,结果表明:折线形单层圆柱面网壳对初始缺陷和荷载不均匀布置较为不敏感。
针对单层柱面网壳稳定性较差的特点,构建了新型的折线形单层柱面网壳。首先对构建的3种拱向准线形式折线形单层柱面网壳进行了两种荷载条件下的特征屈曲分析,结果表明:起折后的折线形单层柱面网壳的一阶临界荷载屈曲系数相对于单层圆柱面网壳结构提高了十几倍。然后对折线形单层圆柱面网壳考虑荷载的不利布置和温度作用对其稳定性的影响,结果表明:在周边支承的情况下结构升温对承载力更为不利。最后对3种拱向准线形式折线形单层柱面网壳进行考虑了初始缺陷和荷载不对称布置的非线性分析,结果表明:折线形单层圆柱面网壳对初始缺陷和荷载不均匀布置较为不敏感。
2018, 33(10): 63-68.
doi: 10.13206/j.gjg.201810013
摘要:
针对梁柱外伸端板连接的不足,提出了在梁翼缘上开长槽孔削弱型端板连接节点形式。利用有限元软件ABAQUS对这种新型节点进行滞回性能分析,探讨了长槽孔起始点距梁端距离a,长槽孔长度c以及长槽孔宽度d这3个参数对于节点滞回性能的影响。结果表明:梁翼缘开长槽孔削弱型端板连接节点在循环荷载下具有良好的滞回性能,同时具有较好的延性,提出了梁翼缘开槽孔的设计建议。
针对梁柱外伸端板连接的不足,提出了在梁翼缘上开长槽孔削弱型端板连接节点形式。利用有限元软件ABAQUS对这种新型节点进行滞回性能分析,探讨了长槽孔起始点距梁端距离a,长槽孔长度c以及长槽孔宽度d这3个参数对于节点滞回性能的影响。结果表明:梁翼缘开长槽孔削弱型端板连接节点在循环荷载下具有良好的滞回性能,同时具有较好的延性,提出了梁翼缘开槽孔的设计建议。
2018, 33(10): 69-75.
doi: 10.13206/j.gjg.201810014
摘要:
根据冷弯薄壁型钢结构抗侧力体系特点,推导出3种抗侧刚度计算方法,即墙体承担水平荷载法、面积分配法和并联刚度协调法。通过对一座两层冷弯薄壁型钢结构进行原位试验,将试验结果与3种抗侧刚度理论计算方法结果进行对比分析,结果表明:并联刚度协调法和面积分配法均具有较高的估算精度,墙体承担水平荷载法估算精度较低,尤其在大变形阶段。
根据冷弯薄壁型钢结构抗侧力体系特点,推导出3种抗侧刚度计算方法,即墙体承担水平荷载法、面积分配法和并联刚度协调法。通过对一座两层冷弯薄壁型钢结构进行原位试验,将试验结果与3种抗侧刚度理论计算方法结果进行对比分析,结果表明:并联刚度协调法和面积分配法均具有较高的估算精度,墙体承担水平荷载法估算精度较低,尤其在大变形阶段。
2018, 33(10): 76-80.
doi: 10.13206/j.gjg.201810015
摘要:
以一典型110 kV输电工程中双钢管杆结构为研究背景,采用2个尺度分步对该结构在设计阶段的关键连接节点的应力状态进行分析。先对双杆钢管杆整体结构做受力分析,然后将关键节点从整体结构模型中隔离,根据整体分析结果对节点结构施加相应的位移和应力边界条件,建立了合理的节点局部力学分析模型。然后通过有限元法分析得出节点部位的应力分布,根据分析结果对超过容许应力的部位提出加固措施,并进行节点结构重分析和应力强度评估。结果表明:该加固方案满足了结构应力强度设计要求。
以一典型110 kV输电工程中双钢管杆结构为研究背景,采用2个尺度分步对该结构在设计阶段的关键连接节点的应力状态进行分析。先对双杆钢管杆整体结构做受力分析,然后将关键节点从整体结构模型中隔离,根据整体分析结果对节点结构施加相应的位移和应力边界条件,建立了合理的节点局部力学分析模型。然后通过有限元法分析得出节点部位的应力分布,根据分析结果对超过容许应力的部位提出加固措施,并进行节点结构重分析和应力强度评估。结果表明:该加固方案满足了结构应力强度设计要求。
2018, 33(10): 81-84.
doi: 10.13206/j.gjg.201810016
摘要:
为解决新型墙板装配式钢结构在现场安装时遇到的技术难点,结合某实际工程对现场墙体围护结构、现场拼接处缝隙处理以及插入式梁柱节点连接问题进行探析,将安装难点回馈于设计以提高施工效率。分析表明:采用钢骨架、聚苯板与生土填充物料构成的新型板墙具备诸多优良特性;采用螺栓连接+填充嵌缝材料方法处理墙体与墙体、楼板与墙体等拼接缝隙取得了良好效果;结合有限元分析设计了新型墙板装配式钢结构体系中的插入式梁柱连接节点,提高了安装效率,经计算可知:梁柱连接节点轴向拉力极限承载力为435kN,在水平剪力作用下梁柱连接节点柱端加劲可使连接节点水平承载力提高1.25倍。
为解决新型墙板装配式钢结构在现场安装时遇到的技术难点,结合某实际工程对现场墙体围护结构、现场拼接处缝隙处理以及插入式梁柱节点连接问题进行探析,将安装难点回馈于设计以提高施工效率。分析表明:采用钢骨架、聚苯板与生土填充物料构成的新型板墙具备诸多优良特性;采用螺栓连接+填充嵌缝材料方法处理墙体与墙体、楼板与墙体等拼接缝隙取得了良好效果;结合有限元分析设计了新型墙板装配式钢结构体系中的插入式梁柱连接节点,提高了安装效率,经计算可知:梁柱连接节点轴向拉力极限承载力为435kN,在水平剪力作用下梁柱连接节点柱端加劲可使连接节点水平承载力提高1.25倍。
2018, 33(10): 85-88.
doi: 10.13206/j.gjg.201810017
摘要:
以河北省某装配式钢结构建筑项目为依托,结合MIDAS/Gen有限元分析软件对钢结构建筑外墙板的安装施工精度控制进行了分析研究。通过建立两种不同的施工方案模拟了外墙板"上拉下托"式的节点连接方式下荷载对钢结构变形的作用。研究结果表明:钢结构建筑装设外墙板较未装设外墙板的节点挠度增大,且随外墙板安装层数的增加,钢挠度绝对差值随楼层的增加而逐渐增大;按照每3层划分为一施工段时,在进行第6层外墙板装设时整个施工阶段的钢梁挠度绝对差为最大值,且最大值满足要求;按照每5层划分为一施工段时,在超过第7层以上外墙板装设时,钢梁挠度绝对差值均大于相关规范规定的允许范围,不满足要求。因此不能够仅为提高施工进度而按照每5层为一施工段进行施工,导致外墙板装设不安全。
以河北省某装配式钢结构建筑项目为依托,结合MIDAS/Gen有限元分析软件对钢结构建筑外墙板的安装施工精度控制进行了分析研究。通过建立两种不同的施工方案模拟了外墙板"上拉下托"式的节点连接方式下荷载对钢结构变形的作用。研究结果表明:钢结构建筑装设外墙板较未装设外墙板的节点挠度增大,且随外墙板安装层数的增加,钢挠度绝对差值随楼层的增加而逐渐增大;按照每3层划分为一施工段时,在进行第6层外墙板装设时整个施工阶段的钢梁挠度绝对差为最大值,且最大值满足要求;按照每5层划分为一施工段时,在超过第7层以上外墙板装设时,钢梁挠度绝对差值均大于相关规范规定的允许范围,不满足要求。因此不能够仅为提高施工进度而按照每5层为一施工段进行施工,导致外墙板装设不安全。
2018, 33(10): 89-91.
doi: 10.13206/j.gjg.201810018
摘要:
从近年发生的直角突变式吊车梁疲劳破坏分析入手,采用有限元计算与传统手册计算进行对比,分析了突变点疲劳破坏的原因,提出了突变点插板的应力集中系数、疲劳类别以及提高特重级工作制吊车梁的欠债效应的等效系数等建议,可供特重级工作制吊车梁设计参考使用。
从近年发生的直角突变式吊车梁疲劳破坏分析入手,采用有限元计算与传统手册计算进行对比,分析了突变点疲劳破坏的原因,提出了突变点插板的应力集中系数、疲劳类别以及提高特重级工作制吊车梁的欠债效应的等效系数等建议,可供特重级工作制吊车梁设计参考使用。
2018, 33(10): 92-95.
doi: 10.13206/j.gjg.201810019
摘要:
某体育场馆屋顶结构形式为大跨度预应力弦支穹顶结构,结构体系较为复杂,为了查明现阶段该屋顶结构的承载能力,确保该屋顶结构后期的安全使用,对该屋顶结构进行了全面的检测与鉴定工作。对该场馆屋顶结构的应力、变形、预应力钢拉索内力进行了测量,并运用大型通用有限元软件MIDAS对该结构的受力性能进行了模拟与分析;经过现场检测数据与数值计算结果的对比,结果吻合较好。基于分析模型的准确性,并结合该场馆运营商后续的使用要求,对该结构开展了进一步的验算与分析;根据数值计算结果,提出了加固处理方案。结构加固后满足要求,确保了结构的使用安全。
某体育场馆屋顶结构形式为大跨度预应力弦支穹顶结构,结构体系较为复杂,为了查明现阶段该屋顶结构的承载能力,确保该屋顶结构后期的安全使用,对该屋顶结构进行了全面的检测与鉴定工作。对该场馆屋顶结构的应力、变形、预应力钢拉索内力进行了测量,并运用大型通用有限元软件MIDAS对该结构的受力性能进行了模拟与分析;经过现场检测数据与数值计算结果的对比,结果吻合较好。基于分析模型的准确性,并结合该场馆运营商后续的使用要求,对该结构开展了进一步的验算与分析;根据数值计算结果,提出了加固处理方案。结构加固后满足要求,确保了结构的使用安全。
2018, 33(10): 96-99.
doi: 10.13206/j.gjg.201810020
摘要:
超高层建筑多为地标性建筑,其特点为:高度高,造型独特,结构用钢要求高,板厚比较厚,构造节点形式复杂,制作精度要求高,焊接要求严格,焊接变形控制难度大。所有零部件采取计算机放样下料、焊接前进行预变形处理并利用计算机放样与1∶1放实样相结合的组装、焊接等制作方法来解决零部件的下料尺寸及精度、厚板的焊接变形校正、组装角度及精度控制等难题,从而达到提高制作质量和效率的目的。
超高层建筑多为地标性建筑,其特点为:高度高,造型独特,结构用钢要求高,板厚比较厚,构造节点形式复杂,制作精度要求高,焊接要求严格,焊接变形控制难度大。所有零部件采取计算机放样下料、焊接前进行预变形处理并利用计算机放样与1∶1放实样相结合的组装、焊接等制作方法来解决零部件的下料尺寸及精度、厚板的焊接变形校正、组装角度及精度控制等难题,从而达到提高制作质量和效率的目的。
2018, 33(10): 100-103.
doi: 10.13206/j.gjg.201810021
摘要:
通过对国内首台1 230 MW电厂锅炉钢架分段式Π型大板梁叠梁的制作,介绍了大板梁各段的装配工艺和制作方案。着重阐述了在拱度、收缩余量和变形预留前提下,Π型梁制作装配过程的难点和重点。同时对Π型梁主角焊缝是否3段拆开焊接,对叠梁整体拼装能否用水平卧拼代替竖立叠装进行了探讨,在实践中成功完成了Π型大板梁制作。
通过对国内首台1 230 MW电厂锅炉钢架分段式Π型大板梁叠梁的制作,介绍了大板梁各段的装配工艺和制作方案。着重阐述了在拱度、收缩余量和变形预留前提下,Π型梁制作装配过程的难点和重点。同时对Π型梁主角焊缝是否3段拆开焊接,对叠梁整体拼装能否用水平卧拼代替竖立叠装进行了探讨,在实践中成功完成了Π型大板梁制作。
2018, 33(10): 104-107.
doi: 10.13206/j.gjg.201810022
摘要:
介绍了华侨城大厦钢桁架特点,加工制作难点以及现场安装施工技术要点,通过工厂和现场的实践,总结出了一套可操作性强、精度控制要求高的加工制作工艺和安装方案,作为高层钢结构桁架的施工依据。
介绍了华侨城大厦钢桁架特点,加工制作难点以及现场安装施工技术要点,通过工厂和现场的实践,总结出了一套可操作性强、精度控制要求高的加工制作工艺和安装方案,作为高层钢结构桁架的施工依据。
2018, 33(10): 108-112.
doi: 10.13206/j.gjg.201810023
摘要:
广东云商大厦建筑高度为480.93 m,结构形式为钢筋混凝土框架-核心筒结构,核心筒为束筒体系,从下往上束筒个数由6个逐步减少为2个,核心筒采用顶模施工,顶模系统根据功能划分为平台系统,挂架系统和液压顶升系统。针对核心筒顶模施工的特点,对顶模施工原理、施工工艺流程及顶模安装进行了系统的阐述,并对顶模各系统进行了有限元分析。平台系统各构件的强度、稳定应力比都在0.7以下且小于1.0,均满足强度、稳定承载力要求;挂架系统各构件稳定应力比都在0.6以下,存在较大的安全度,满足强度要求;支撑箱梁各构件最大位移约为5.3 mm,小于最大位移限值10 mm,最大应力都在100 MPa之内,远小于钢材的屈服应力,均满足GB 50017—2003《钢结构设计规范》要求。
广东云商大厦建筑高度为480.93 m,结构形式为钢筋混凝土框架-核心筒结构,核心筒为束筒体系,从下往上束筒个数由6个逐步减少为2个,核心筒采用顶模施工,顶模系统根据功能划分为平台系统,挂架系统和液压顶升系统。针对核心筒顶模施工的特点,对顶模施工原理、施工工艺流程及顶模安装进行了系统的阐述,并对顶模各系统进行了有限元分析。平台系统各构件的强度、稳定应力比都在0.7以下且小于1.0,均满足强度、稳定承载力要求;挂架系统各构件稳定应力比都在0.6以下,存在较大的安全度,满足强度要求;支撑箱梁各构件最大位移约为5.3 mm,小于最大位移限值10 mm,最大应力都在100 MPa之内,远小于钢材的屈服应力,均满足GB 50017—2003《钢结构设计规范》要求。
2018, 33(10): 113-119.
doi: 10.13206/j.gjg.201810024
摘要:
为研究施工过程中组合梁斜拉桥索力、标高、塔偏及应力的变化规律,以全长714 m的兰州某大桥为背景,通过实测该桥施工过程中的线形及力学指标,并结合理论分析结果,对最大双悬臂、单悬臂、合龙及二期恒载等主要施工控制阶段进行了研究。结果表明:单、双悬臂施工阶段约束条件不同,位移、塔偏及应力呈现不同的规律;合龙后结构内力及线形除跨中区域较最大单悬臂阶段变化较大外,其余部分与最大单悬臂阶段基本相同;二期恒载对塔顶水平位移和主梁跨中竖向位移影响较大。
为研究施工过程中组合梁斜拉桥索力、标高、塔偏及应力的变化规律,以全长714 m的兰州某大桥为背景,通过实测该桥施工过程中的线形及力学指标,并结合理论分析结果,对最大双悬臂、单悬臂、合龙及二期恒载等主要施工控制阶段进行了研究。结果表明:单、双悬臂施工阶段约束条件不同,位移、塔偏及应力呈现不同的规律;合龙后结构内力及线形除跨中区域较最大单悬臂阶段变化较大外,其余部分与最大单悬臂阶段基本相同;二期恒载对塔顶水平位移和主梁跨中竖向位移影响较大。
2018, 33(10): 120-125.
doi: 10.13206/j.gjg.201810025
摘要:
格芯(成都)集成电路制造项目工程一期规划的芯片厂房采用大跨度钢屋架,现场施工条件复杂,施工难度大,为保证结构的安装质量和施工进度等要求,经综合比选后,采用高空累积滑移施工方案。通过对几个典型工况滑移过程中屋架的跨中竖向位移、支座同步性、关键杆件应力进行现场实时监测和及时反馈,有效保证了该滑移施工的顺利实施。另外基于对监测数据的分析,论证了该滑移施工方案的合理性,并对滑移施工关键技术提出了合理建议。
格芯(成都)集成电路制造项目工程一期规划的芯片厂房采用大跨度钢屋架,现场施工条件复杂,施工难度大,为保证结构的安装质量和施工进度等要求,经综合比选后,采用高空累积滑移施工方案。通过对几个典型工况滑移过程中屋架的跨中竖向位移、支座同步性、关键杆件应力进行现场实时监测和及时反馈,有效保证了该滑移施工的顺利实施。另外基于对监测数据的分析,论证了该滑移施工方案的合理性,并对滑移施工关键技术提出了合理建议。
2018, 33(10): 126-130.
doi: 10.13206/j.gjg.201810026
摘要:
为了对高强耐蚀钢高强度螺栓摩擦型连接的摩擦面抗滑移系数进行研究,制作20组试件分别研究了表面处理方式、高强螺栓预紧力以及螺栓类型对抗滑移性能的影响。试验结果表明:高强耐蚀钢具有非常好的抗滑移性能,可以采用高强度螺栓摩擦型连接方式进行连接;螺栓预紧力对抗滑移系数有一定影响;螺栓类型对抗滑移系数没有明显影响。
为了对高强耐蚀钢高强度螺栓摩擦型连接的摩擦面抗滑移系数进行研究,制作20组试件分别研究了表面处理方式、高强螺栓预紧力以及螺栓类型对抗滑移性能的影响。试验结果表明:高强耐蚀钢具有非常好的抗滑移性能,可以采用高强度螺栓摩擦型连接方式进行连接;螺栓预紧力对抗滑移系数有一定影响;螺栓类型对抗滑移系数没有明显影响。
2018, 33(10): 131-135.
doi: 10.13206/j.gjg.201810027
摘要:
钢结构在锈蚀环境影响下出现了截面减小、材料劣化等现象,进而对其抗震性能产生不同程度的影响,运用数值模拟方法,以H型钢柱为研究对象,分析了在不同翼缘宽厚比、不同腹板高厚比及不同轴压比等参数下,H型钢柱的破坏形态、承载力、变形、延性、耗能等抗震性能方面的变化。结果表明,随失重率增加,滞回环梭型饱满程度越低,所包含的面积越来越小;构件各阶段承载力下降明显,达到最大水平荷载后的下降段越陡峭;构件累积耗能及延性系数不断减小;建立了锈蚀H型钢柱屈曲荷载、峰值荷载、滞回耗能及延性系数等指标的退化模型。
钢结构在锈蚀环境影响下出现了截面减小、材料劣化等现象,进而对其抗震性能产生不同程度的影响,运用数值模拟方法,以H型钢柱为研究对象,分析了在不同翼缘宽厚比、不同腹板高厚比及不同轴压比等参数下,H型钢柱的破坏形态、承载力、变形、延性、耗能等抗震性能方面的变化。结果表明,随失重率增加,滞回环梭型饱满程度越低,所包含的面积越来越小;构件各阶段承载力下降明显,达到最大水平荷载后的下降段越陡峭;构件累积耗能及延性系数不断减小;建立了锈蚀H型钢柱屈曲荷载、峰值荷载、滞回耗能及延性系数等指标的退化模型。
2018, 33(10): 136-139.
doi: 10.13206/j.gjg.201810028
摘要:
某城市国际会展中心在施工过程中存在梁柱节点施工工艺要求高、大型型钢吊装难度大以及工期紧张等难点。为了解决上述问题,基于BIM平台建立了4D施工模型,对型钢组合结构中梁柱节点的施工过程进行了详细模拟分析;将质量最大的型钢分为8部分,对该型钢吊装过程进行了模拟,详细制定了吊装顺序,确定了吊装机的型号及数量;将建立的模型导入软件Microsoft/project中得到了详细的施工计划。结果表明基于BIM平台的4D施工模拟技术在协调沟通效率的提高、施工进度的直观展示、施工重要环节的模拟以及施工计划的制定等多方面均具有实用价值和独特优势。
某城市国际会展中心在施工过程中存在梁柱节点施工工艺要求高、大型型钢吊装难度大以及工期紧张等难点。为了解决上述问题,基于BIM平台建立了4D施工模型,对型钢组合结构中梁柱节点的施工过程进行了详细模拟分析;将质量最大的型钢分为8部分,对该型钢吊装过程进行了模拟,详细制定了吊装顺序,确定了吊装机的型号及数量;将建立的模型导入软件Microsoft/project中得到了详细的施工计划。结果表明基于BIM平台的4D施工模拟技术在协调沟通效率的提高、施工进度的直观展示、施工重要环节的模拟以及施工计划的制定等多方面均具有实用价值和独特优势。
