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2018年 第33卷 第8期
2018, 33(8): 1-7.
doi: 10.13206/j.gjg.201808001
摘要
摘要:
在中心支撑框架结构中,支撑是主要的抗侧力构件,在地震作用下承受较大轴力并通过屈曲后面外变形耗能,而节点板常用于连接支撑与框架,其应有足够的承载力和刚度与框架协同工作,并避免节点板屈曲先于支撑屈服,进而保证体系的抗震性能。基于目前的施工经验和抗震规范,以华盛顿大学的试验为标准模型,选取节点板净距模型、切角及板厚为参数,利用有限元软件ABAQUS共建立6个模型,研究了不同参数对支撑框架节点的抗震性能的影响。分析表明,使用设计恰当的节点板,中心支撑框架的节点将有足够的变形能力确保支撑在跨中形成塑性铰。节点板的设计应同时考虑其受拉和受压性能。此外,节点板的设计中除考虑支撑荷载外,还应考虑框架对节点板的作用。
在中心支撑框架结构中,支撑是主要的抗侧力构件,在地震作用下承受较大轴力并通过屈曲后面外变形耗能,而节点板常用于连接支撑与框架,其应有足够的承载力和刚度与框架协同工作,并避免节点板屈曲先于支撑屈服,进而保证体系的抗震性能。基于目前的施工经验和抗震规范,以华盛顿大学的试验为标准模型,选取节点板净距模型、切角及板厚为参数,利用有限元软件ABAQUS共建立6个模型,研究了不同参数对支撑框架节点的抗震性能的影响。分析表明,使用设计恰当的节点板,中心支撑框架的节点将有足够的变形能力确保支撑在跨中形成塑性铰。节点板的设计应同时考虑其受拉和受压性能。此外,节点板的设计中除考虑支撑荷载外,还应考虑框架对节点板的作用。
2018, 33(8): 8-16.
doi: 10.13206/j.gjg.201808002
摘要:
为研究装配式预应力钢梁预应力梁段的受弯性能,对2个预应力简支钢梁试件进行静力加载试验,分析预应力钢梁段的弹塑性阶段受力机制和控制截面的应力变化规律。采用有限元分析方法研究预应力钢梁受弯全过程的受力机理和初始索力对构件承载力的影响。研究结果表明:预应力钢梁受弯过程为弹性-弹塑性-塑性3个阶段,在预应力作用下钢梁弹塑性阶段承载力会缓慢增加。增加初始预应力能有效提高结构的弹性极限承载力和极限承载力,但对结构的延性不利。塑性阶段钢梁跨中塑性铰的形成机理是受压翼缘先屈服,随后受拉翼缘屈服,屈服范围不断扩大,最终在整个梁高范围内形成塑性受力区。"T"形锚固区在加载过程中"—"部位受拉,"T"形下部顶点受压且应力较大。
为研究装配式预应力钢梁预应力梁段的受弯性能,对2个预应力简支钢梁试件进行静力加载试验,分析预应力钢梁段的弹塑性阶段受力机制和控制截面的应力变化规律。采用有限元分析方法研究预应力钢梁受弯全过程的受力机理和初始索力对构件承载力的影响。研究结果表明:预应力钢梁受弯过程为弹性-弹塑性-塑性3个阶段,在预应力作用下钢梁弹塑性阶段承载力会缓慢增加。增加初始预应力能有效提高结构的弹性极限承载力和极限承载力,但对结构的延性不利。塑性阶段钢梁跨中塑性铰的形成机理是受压翼缘先屈服,随后受拉翼缘屈服,屈服范围不断扩大,最终在整个梁高范围内形成塑性受力区。"T"形锚固区在加载过程中"—"部位受拉,"T"形下部顶点受压且应力较大。
2018, 33(8): 17-19.
doi: 10.13206/j.gjg.201808003
摘要:
梯形波纹腹板钢梁存在翼缘横向弯矩。在梯形波纹腹板钢梁弹性抗弯强度计算中,现行中国相关规程没有考虑翼缘横向弯矩的影响,其合理性值得研究。运用ANSYS有限元软件计算梯形波纹腹板钢梁翼缘弹性正应力,在正应力与弯矩分析基础上,得到翼缘横向弯矩对梯形波纹腹板钢梁弹性抗弯强度影响值。开展了对多个试件(包含中国相关规程推荐的波形试件)的计算,结果表明:翼缘横向弯矩对不同波形试件弹性抗弯强度存在不同程度的影响,若忽视翼缘横向弯矩,则计算偏于不安全。
梯形波纹腹板钢梁存在翼缘横向弯矩。在梯形波纹腹板钢梁弹性抗弯强度计算中,现行中国相关规程没有考虑翼缘横向弯矩的影响,其合理性值得研究。运用ANSYS有限元软件计算梯形波纹腹板钢梁翼缘弹性正应力,在正应力与弯矩分析基础上,得到翼缘横向弯矩对梯形波纹腹板钢梁弹性抗弯强度影响值。开展了对多个试件(包含中国相关规程推荐的波形试件)的计算,结果表明:翼缘横向弯矩对不同波形试件弹性抗弯强度存在不同程度的影响,若忽视翼缘横向弯矩,则计算偏于不安全。
2018, 33(8): 20-23.
doi: 10.13206/j.gjg.201808004
摘要:
随着直立锁边金属屋面系统在大型公共建筑中的广泛应用,其抗风揭能力弱的问题也逐渐暴露出来。针对金属屋面系统风揭破坏多发于直立锁边处这一问题,提出了在锁边与固定支座处增设螺栓以提高抗风承载力的新型加固措施,并进行了对比试验和有限元分析,通过对试验现象和破坏模式的研究,验证了新型加固措施的有效性,证明了该措施可以改善金属屋面的破坏模式,为直立锁边加固提出了新的设计思路。
随着直立锁边金属屋面系统在大型公共建筑中的广泛应用,其抗风揭能力弱的问题也逐渐暴露出来。针对金属屋面系统风揭破坏多发于直立锁边处这一问题,提出了在锁边与固定支座处增设螺栓以提高抗风承载力的新型加固措施,并进行了对比试验和有限元分析,通过对试验现象和破坏模式的研究,验证了新型加固措施的有效性,证明了该措施可以改善金属屋面的破坏模式,为直立锁边加固提出了新的设计思路。
2018, 33(8): 24-28.
doi: 10.13206/j.gjg.201808005
摘要:
对单边连接等边角钢进行受压试验及有限元模拟分析,得到中点截面应变片的应力-应变关系曲线,轴向压应力-轴向应变关系曲线,轴向压应力-中点挠度关系曲线,中点截面扭转角-长细比关系曲线,以及整体稳定系数-长细比关系曲线。试验结果与有限元模拟结果有很好的一致性。试验发现,在试件达到受压极限承载力时,试件中点截面变形主要还是以绕平行于角钢连接边轴线弯曲变形为主,中点截面扭转变形很小。从整体稳定系数-长细比关系曲线看出,由GB 50017—2003《钢结构设计规范》计算的整体稳定系数比试验及有限元分析的结果小很多,说明GB 50017—2003对此类连接角钢构件的计算方法是偏于保守的。
对单边连接等边角钢进行受压试验及有限元模拟分析,得到中点截面应变片的应力-应变关系曲线,轴向压应力-轴向应变关系曲线,轴向压应力-中点挠度关系曲线,中点截面扭转角-长细比关系曲线,以及整体稳定系数-长细比关系曲线。试验结果与有限元模拟结果有很好的一致性。试验发现,在试件达到受压极限承载力时,试件中点截面变形主要还是以绕平行于角钢连接边轴线弯曲变形为主,中点截面扭转变形很小。从整体稳定系数-长细比关系曲线看出,由GB 50017—2003《钢结构设计规范》计算的整体稳定系数比试验及有限元分析的结果小很多,说明GB 50017—2003对此类连接角钢构件的计算方法是偏于保守的。
2018, 33(8): 29-33.
doi: 10.13206/j.gjg.201808006
摘要:
柔性法兰节点通过内外两道角焊缝传力,具有安装快捷、加工简单且省材省时等特点,以柔性法兰的法兰板厚、连接螺栓的内外边距比、预紧力以及轴拉力的偏心距大小为参数,建立柔性法兰节点的非线性有限元模型,分析不同参数下柔性法兰的承载力特性以及螺栓受力特点、应力分布及发展。结果表明:法兰板厚度和螺栓边距比对法兰偏心受拉承载力和最大受力螺栓轴力作用影响较大,其他因素影响较小。最后,研究并提出柔性法兰偏心受拉承载力计算理论,相对轴心受拉时柔性法兰连接螺栓受力修正系数应适当增大,建议修正系数m取为0.8。
柔性法兰节点通过内外两道角焊缝传力,具有安装快捷、加工简单且省材省时等特点,以柔性法兰的法兰板厚、连接螺栓的内外边距比、预紧力以及轴拉力的偏心距大小为参数,建立柔性法兰节点的非线性有限元模型,分析不同参数下柔性法兰的承载力特性以及螺栓受力特点、应力分布及发展。结果表明:法兰板厚度和螺栓边距比对法兰偏心受拉承载力和最大受力螺栓轴力作用影响较大,其他因素影响较小。最后,研究并提出柔性法兰偏心受拉承载力计算理论,相对轴心受拉时柔性法兰连接螺栓受力修正系数应适当增大,建议修正系数m取为0.8。
2018, 33(8): 34-38.
doi: 10.13206/j.gjg.201808007
摘要:
为研究设置传力构件的矩形钢管混凝土柱在偏压作用下的力学性能,采用有限元软件ABAQUS建立一个矩形钢管混凝土柱3层模型,不考虑钢管壁与核心混凝土之间的黏结作用,只设置传力构件,分析在大小偏压作用下模型的变形能力。结果表明,在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱钢管壁和核心混凝土很好地实现了共同工作,且变形基本符合平截面假定。为进一步研究在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的承载能力,建立了一个简化的设置传力构件的矩形钢管混凝土框架30层模型,选择不同的轴压比,计算求得设置传力构件的矩形钢管混凝土柱承载力骨架曲线。根据CECS 159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》,得到设置传力构件的矩形钢管混凝土柱偏压承载力的计算方法,并针对规程中关于大偏压承载力的计算方法提出可进一步完善的建议。基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》,给出CECS 159∶2004规程中大偏心受压阶段矩形钢管混凝土柱正截面受压承载力调整计算式。
为研究设置传力构件的矩形钢管混凝土柱在偏压作用下的力学性能,采用有限元软件ABAQUS建立一个矩形钢管混凝土柱3层模型,不考虑钢管壁与核心混凝土之间的黏结作用,只设置传力构件,分析在大小偏压作用下模型的变形能力。结果表明,在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱钢管壁和核心混凝土很好地实现了共同工作,且变形基本符合平截面假定。为进一步研究在偏压作用下设置传力构件的矩形钢管混凝土柱的承载能力,建立了一个简化的设置传力构件的矩形钢管混凝土框架30层模型,选择不同的轴压比,计算求得设置传力构件的矩形钢管混凝土柱承载力骨架曲线。根据CECS 159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》,得到设置传力构件的矩形钢管混凝土柱偏压承载力的计算方法,并针对规程中关于大偏压承载力的计算方法提出可进一步完善的建议。基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》,给出CECS 159∶2004规程中大偏心受压阶段矩形钢管混凝土柱正截面受压承载力调整计算式。
2018, 33(8): 39-43.
doi: 10.13206/j.gjg.201808008
摘要:
为研究加肋方钢管高强混凝土组合柱的轴压力学性能,以加劲肋刚度为变化参数,进行了7个带肋方钢管高强混凝土短柱试件轴压试验研究,对比分析了试件破坏特征、屈曲模态及应力应变规律。结果表明:设置加劲肋有效延缓了管壁屈曲,改变了管壁屈曲模态以及应力路径,加劲肋刚度对组合柱承载力影响不显著;随着加劲肋刚度增大,钢管环向与纵向应力比增大,钢管对核心混凝土约束作用增大,组合柱纵向刚度增大,钢管纵向屈服应力减小,钢管屈服发生在组合柱达到峰值荷载之后。
为研究加肋方钢管高强混凝土组合柱的轴压力学性能,以加劲肋刚度为变化参数,进行了7个带肋方钢管高强混凝土短柱试件轴压试验研究,对比分析了试件破坏特征、屈曲模态及应力应变规律。结果表明:设置加劲肋有效延缓了管壁屈曲,改变了管壁屈曲模态以及应力路径,加劲肋刚度对组合柱承载力影响不显著;随着加劲肋刚度增大,钢管环向与纵向应力比增大,钢管对核心混凝土约束作用增大,组合柱纵向刚度增大,钢管纵向屈服应力减小,钢管屈服发生在组合柱达到峰值荷载之后。
2018, 33(8): 44-47.
doi: 10.13206/j.gjg.201808009
摘要:
随着工业的快速发展与新型金属材料的大量使用,金属材料因为疲劳断裂产生的危害日益增多。工程中急需一种能够快速、准确预测金属疲劳参数的方法,热像法应运而生。疲劳试验是在不同应力水平下对不锈钢Fv520B的疲劳行为进行分析,利用红外热像仪测量材料Fv520B在不同应力周期荷载下试件表面温度的变化。采用热像法来预测和评估不锈钢Fv520B的疲劳极限以及应力-寿命曲线,进而预测其剩余疲劳寿命。通过与传统方法的比较可知,热像法对不锈钢疲劳行为的分析表现更为出色。
随着工业的快速发展与新型金属材料的大量使用,金属材料因为疲劳断裂产生的危害日益增多。工程中急需一种能够快速、准确预测金属疲劳参数的方法,热像法应运而生。疲劳试验是在不同应力水平下对不锈钢Fv520B的疲劳行为进行分析,利用红外热像仪测量材料Fv520B在不同应力周期荷载下试件表面温度的变化。采用热像法来预测和评估不锈钢Fv520B的疲劳极限以及应力-寿命曲线,进而预测其剩余疲劳寿命。通过与传统方法的比较可知,热像法对不锈钢疲劳行为的分析表现更为出色。
2018, 33(8): 48-51.
doi: 10.13206/j.gjg.201808010
摘要:
圆钢管框架柱分离式套筒节点是一种新型节点形式,在对其进行有限元分析和改进的基础上,通过试验研究该新型分离式套筒节点在地震作用下的破坏形式,并得出该种新型节点的构造措施。从试验中可以观测到,新型节点试件的破坏形式基本一致,随着试验的进行,试件的破坏过程均为翼缘鼓曲变形、形成塑性铰、翼缘撕裂,且试件都在钢梁翼缘加宽处发生严重撕裂,其他地方无明显破坏。说明圆钢管框架柱分离式套筒节点具有良好的抗震性能,满足结构抗震"强连接,弱构件"的设计原则。对该节点套筒与柱的连接、套筒与钢梁的连接、翼缘加宽形式等方面提出构造设计建议。
圆钢管框架柱分离式套筒节点是一种新型节点形式,在对其进行有限元分析和改进的基础上,通过试验研究该新型分离式套筒节点在地震作用下的破坏形式,并得出该种新型节点的构造措施。从试验中可以观测到,新型节点试件的破坏形式基本一致,随着试验的进行,试件的破坏过程均为翼缘鼓曲变形、形成塑性铰、翼缘撕裂,且试件都在钢梁翼缘加宽处发生严重撕裂,其他地方无明显破坏。说明圆钢管框架柱分离式套筒节点具有良好的抗震性能,满足结构抗震"强连接,弱构件"的设计原则。对该节点套筒与柱的连接、套筒与钢梁的连接、翼缘加宽形式等方面提出构造设计建议。
2018, 33(8): 52-56.
doi: 10.13206/j.gjg.201808011
摘要:
大跨度网壳结构是目前国内外发展速度最快的结构形式之一,在机场、体育馆、剧场、厂房、飞机库等建筑中已经得到广泛应用。近几年发生了许多由雪荷载引起的大跨度网壳结构垮塌、破坏事故,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。介绍了某网壳结构垮塌事故现场调查检测的过程和结果,并在6种荷载工况作用下进行三维建模计算分析,得出引起本次事故的主要原因,并对网壳结构使用及维护方面提出一些建议。
大跨度网壳结构是目前国内外发展速度最快的结构形式之一,在机场、体育馆、剧场、厂房、飞机库等建筑中已经得到广泛应用。近几年发生了许多由雪荷载引起的大跨度网壳结构垮塌、破坏事故,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。介绍了某网壳结构垮塌事故现场调查检测的过程和结果,并在6种荷载工况作用下进行三维建模计算分析,得出引起本次事故的主要原因,并对网壳结构使用及维护方面提出一些建议。
2018, 33(8): 57-61.
doi: 10.13206/j.gjg.201808012
摘要:
为了实现"高延性-高弹性承载力"的抗震设计思路和推广削弱型RBS(Reduced Beam Section)连接在H形柱钢框架中的应用,提出了一种适用于H形柱弱轴的箱形节点域RBS连接的设计方法和步骤。通过一个多层钢框架工程的设计,验证了所提RBS型连接设计方法的可靠性。采用ABAQUS有限元软件对该工程的内框架十字形节点在循环荷载作用下的力学性能进行分析,研究了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数。研究结果表明,新型箱形节点域H形柱弱轴RBS连接的设计方法合理、可靠,应用该方法设计的H形柱弱轴连接节点能够实现梁"塑性铰"的外移,节点具有较高的延性和承载能力,能够满足抗震规范中"强柱弱梁"和"强节点弱构件"的抗震设计要求。
为了实现"高延性-高弹性承载力"的抗震设计思路和推广削弱型RBS(Reduced Beam Section)连接在H形柱钢框架中的应用,提出了一种适用于H形柱弱轴的箱形节点域RBS连接的设计方法和步骤。通过一个多层钢框架工程的设计,验证了所提RBS型连接设计方法的可靠性。采用ABAQUS有限元软件对该工程的内框架十字形节点在循环荷载作用下的力学性能进行分析,研究了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数。研究结果表明,新型箱形节点域H形柱弱轴RBS连接的设计方法合理、可靠,应用该方法设计的H形柱弱轴连接节点能够实现梁"塑性铰"的外移,节点具有较高的延性和承载能力,能够满足抗震规范中"强柱弱梁"和"强节点弱构件"的抗震设计要求。
2018, 33(8): 62-65.
doi: 10.13206/j.gjg.201808013
摘要:
直角式截面突变吊车梁在实际使用中出现了普遍性的疲劳裂缝,着重分析了该吊车梁开裂的原因,并对变截面直角式突变吊车梁与变截面圆弧式突变吊车梁进行了比选研究及有限元模型分析,阐述了两类变截面吊车梁的局部应力状态。分析结果表明,三腹板变截面直角式吊车梁最大应力幅较高,易引起明显的应力集中,而三腹板变截面圆弧式吊车梁最大应力幅最低,安全可靠性较高。最终提出了三腹板变截面圆弧式吊车梁的改造方案及设计控制的主要指标,满足了厂房各项设计要求。
直角式截面突变吊车梁在实际使用中出现了普遍性的疲劳裂缝,着重分析了该吊车梁开裂的原因,并对变截面直角式突变吊车梁与变截面圆弧式突变吊车梁进行了比选研究及有限元模型分析,阐述了两类变截面吊车梁的局部应力状态。分析结果表明,三腹板变截面直角式吊车梁最大应力幅较高,易引起明显的应力集中,而三腹板变截面圆弧式吊车梁最大应力幅最低,安全可靠性较高。最终提出了三腹板变截面圆弧式吊车梁的改造方案及设计控制的主要指标,满足了厂房各项设计要求。
2018, 33(8): 66-70.
doi: 10.13206/j.gjg.201808014
摘要:
设计了一种新型的斜撑构架,将常规构架两端设置的端撑合二为一交叉设置于构架中部以节省占地面积。提出柱顶节点、构架梁连接板和斜撑交叉节点的构造方案,并优选了构架柱、构架梁的截面参数。依据梁、柱的截面参数和节点布置方案建立有限元模型,校核其强度、刚度和稳定性,并对交叉节点做补充计算。结果表明:220 kV斜撑构架是一种合理、安全、可靠的结构形式。
设计了一种新型的斜撑构架,将常规构架两端设置的端撑合二为一交叉设置于构架中部以节省占地面积。提出柱顶节点、构架梁连接板和斜撑交叉节点的构造方案,并优选了构架柱、构架梁的截面参数。依据梁、柱的截面参数和节点布置方案建立有限元模型,校核其强度、刚度和稳定性,并对交叉节点做补充计算。结果表明:220 kV斜撑构架是一种合理、安全、可靠的结构形式。
2018, 33(8): 71-74.
doi: 10.13206/j.gjg.201808015
摘要:
为研究开口肋、闭口肋对钢-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面受力性能的影响,基于主跨228 m的独塔自锚式悬索桥——湘潭昭华湘江大桥,比较了传统钢正交异性板钢箱梁、U肋加劲组合桥面系钢箱梁、球扁钢加劲组合桥面系钢箱梁3种加劲梁方案。采用ANSYS有限元软件计算并对比分析了3种方案的承载力和疲劳性能,同时比较了3种方案的制作安装工艺和经济性。研究结果表明,球扁钢加劲组合桥面系钢箱梁方案受力性能好、经济性优,是适用于大跨径桥梁加劲梁的合理桥面系形式。
为研究开口肋、闭口肋对钢-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面受力性能的影响,基于主跨228 m的独塔自锚式悬索桥——湘潭昭华湘江大桥,比较了传统钢正交异性板钢箱梁、U肋加劲组合桥面系钢箱梁、球扁钢加劲组合桥面系钢箱梁3种加劲梁方案。采用ANSYS有限元软件计算并对比分析了3种方案的承载力和疲劳性能,同时比较了3种方案的制作安装工艺和经济性。研究结果表明,球扁钢加劲组合桥面系钢箱梁方案受力性能好、经济性优,是适用于大跨径桥梁加劲梁的合理桥面系形式。
2018, 33(8): 75-78.
doi: 10.13206/j.gjg.201808016
摘要:
目前高空施工操作平台坍塌事件时有发生,其主要原因是施工操作平台未进行严格的结构稳定性分析。现根据工程实际情况,设计一种圆锥形钢结构操作平台,并利用MIDAS/Gen有限元软件,对钢结构操作平台进行静力分析和结构稳定性分析。通过调整钢结构操作平台各组成杆件的截面,分析找出影响钢平台整体稳定性的因素。结果表明:通过合理设置斜撑杆和相应拉索,钢平台变形位移最小,既保证钢平台的稳定性及安全性,又便于现场施工。
目前高空施工操作平台坍塌事件时有发生,其主要原因是施工操作平台未进行严格的结构稳定性分析。现根据工程实际情况,设计一种圆锥形钢结构操作平台,并利用MIDAS/Gen有限元软件,对钢结构操作平台进行静力分析和结构稳定性分析。通过调整钢结构操作平台各组成杆件的截面,分析找出影响钢平台整体稳定性的因素。结果表明:通过合理设置斜撑杆和相应拉索,钢平台变形位移最小,既保证钢平台的稳定性及安全性,又便于现场施工。
2018, 33(8): 79-83.
doi: 10.13206/j.gjg.201808017
摘要:
为研究建筑用钢材料的不定性,同时为GB 50017—2003《钢结构设计规范》的修编提供参考,以3种加载速度(1,17,50 MPa/s)对3种吨位(10,60,100 t)试验机的260个钢板试件进行拉伸试验,研究了钢材拉伸试验机加载速度和试验机柔度对钢材拉伸试验的影响。建议:建筑钢材拉伸试验加载速度应统一到一定范围(15~20 MPa/s),并根据试件的预估屈服荷载来合理选择试验机的吨位,从而确保试验不定性的精度范围,并与国际标准相符。
为研究建筑用钢材料的不定性,同时为GB 50017—2003《钢结构设计规范》的修编提供参考,以3种加载速度(1,17,50 MPa/s)对3种吨位(10,60,100 t)试验机的260个钢板试件进行拉伸试验,研究了钢材拉伸试验机加载速度和试验机柔度对钢材拉伸试验的影响。建议:建筑钢材拉伸试验加载速度应统一到一定范围(15~20 MPa/s),并根据试件的预估屈服荷载来合理选择试验机的吨位,从而确保试验不定性的精度范围,并与国际标准相符。
2018, 33(8): 84-89.
doi: 10.13206/j.gjg.201808018
摘要:
钢结构巨型柱作为超高层建筑钢结构的重要承载结构,其加工技术和质量控制是超高层钢结构施工管理的重点。通过对上海中心大厦、深圳平安金融中心、中国尊等项目巨型柱结构形式的分析,得出超高层钢结构巨型柱典型构件的特点和加工难点,总结出巨型柱的加工技术和工艺措施,并提供了一种复杂构件计算机模拟预拼装技术。
钢结构巨型柱作为超高层建筑钢结构的重要承载结构,其加工技术和质量控制是超高层钢结构施工管理的重点。通过对上海中心大厦、深圳平安金融中心、中国尊等项目巨型柱结构形式的分析,得出超高层钢结构巨型柱典型构件的特点和加工难点,总结出巨型柱的加工技术和工艺措施,并提供了一种复杂构件计算机模拟预拼装技术。
2018, 33(8): 90-94.
doi: 10.13206/j.gjg.201808019
摘要:
依托港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段拼装制作,对钢箱梁位置调整的支撑构造、布设、地基处理和加固方案、大节段复位技术、焊接顺序以及温度补偿控制等技术问题进行了详细阐述。通过生产实践,验证了一系列针对超大、超重构件进行工厂化加工、厂房化施工的可行性,也确保了超级跨海工程钢箱梁大节段制作精度和进度。
依托港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段拼装制作,对钢箱梁位置调整的支撑构造、布设、地基处理和加固方案、大节段复位技术、焊接顺序以及温度补偿控制等技术问题进行了详细阐述。通过生产实践,验证了一系列针对超大、超重构件进行工厂化加工、厂房化施工的可行性,也确保了超级跨海工程钢箱梁大节段制作精度和进度。
2018, 33(8): 95-100.
doi: 10.13206/j.gjg.201808020
摘要:
利用有限元分析软件,选取2种典型的钢结构模块单元进行吊装数值模拟,分析吊点位置的变化对模块单元的变形和应变能的影响,确定典型钢结构模块化单元的吊点位置;根据模块化单元在吊装过程中的传力路径,确定模块化单元吊装计算简图,结合力学分析,提出了确定模块化单元吊点位置的理论计算方法。研究表明:吊点位置的不同对模块化单元的应变和整体应变能影响较大,提出的吊点位置理论计算结果与数值模拟计算结果吻合较好,该方法可为制定合理的钢结构模块化单元吊装方案提供理论依据。
利用有限元分析软件,选取2种典型的钢结构模块单元进行吊装数值模拟,分析吊点位置的变化对模块单元的变形和应变能的影响,确定典型钢结构模块化单元的吊点位置;根据模块化单元在吊装过程中的传力路径,确定模块化单元吊装计算简图,结合力学分析,提出了确定模块化单元吊点位置的理论计算方法。研究表明:吊点位置的不同对模块化单元的应变和整体应变能影响较大,提出的吊点位置理论计算结果与数值模拟计算结果吻合较好,该方法可为制定合理的钢结构模块化单元吊装方案提供理论依据。
2018, 33(8): 101-105.
doi: 10.13206/j.gjg.201808021
摘要:
某创业中心项目结构形式为混合结构,交错钢桁架顶盖支撑于4座混凝土核心筒上,外围钢桁架为悬挑结构,体型较为复杂,且核心筒间的钢结构跨度大、质量重。选取何种形式的吊装方案及如何保证大吨位钢结构施工安全对工程建设具有重要意义。结合本工程的特征和工期要求,采用整体提升施工方案,并分别对提升结构、支架、悬挑桁架和下吊具进行数值模拟分析。计算结果验证了施工方案的合理性及可行性,为钢结构提升区段的高空就位及合龙提供技术指导。
某创业中心项目结构形式为混合结构,交错钢桁架顶盖支撑于4座混凝土核心筒上,外围钢桁架为悬挑结构,体型较为复杂,且核心筒间的钢结构跨度大、质量重。选取何种形式的吊装方案及如何保证大吨位钢结构施工安全对工程建设具有重要意义。结合本工程的特征和工期要求,采用整体提升施工方案,并分别对提升结构、支架、悬挑桁架和下吊具进行数值模拟分析。计算结果验证了施工方案的合理性及可行性,为钢结构提升区段的高空就位及合龙提供技术指导。
2018, 33(8): 106-109.
doi: 10.13206/j.gjg.201808022
摘要:
为了获得钢桁梁在悬臂拼装施工状态的振动特性参数,以便对钢桁梁施工阶段的有限元计算模型进行校核;加工制作了某钢桁梁试验模型,采用DASP动态测试系统实测了模型梁的频率和振型,基于实测结果采用有限元计算软件MIDAS对钢桁梁模型进行了有限元分析,间接识别了螺栓的连接刚度。模型试验结果表明:模态试验测得钢桁梁悬臂施工状态的前3阶振型与有限元计算的振型基本吻合;基于修正后的有限元计算模型模态分析结果与实测结果误差小于4%,修正后的模型较好地模拟了结构的实际状态。
为了获得钢桁梁在悬臂拼装施工状态的振动特性参数,以便对钢桁梁施工阶段的有限元计算模型进行校核;加工制作了某钢桁梁试验模型,采用DASP动态测试系统实测了模型梁的频率和振型,基于实测结果采用有限元计算软件MIDAS对钢桁梁模型进行了有限元分析,间接识别了螺栓的连接刚度。模型试验结果表明:模态试验测得钢桁梁悬臂施工状态的前3阶振型与有限元计算的振型基本吻合;基于修正后的有限元计算模型模态分析结果与实测结果误差小于4%,修正后的模型较好地模拟了结构的实际状态。
2018, 33(8): 110-113.
doi: 10.13206/j.gjg.201808023
摘要:
在捞刀河景观桥施工过程中,钢箱梁及其支架体系是相互作用的一个整体,对整体结构进行计算既能使支架承受的荷载大小及分布更符合实际,又能考虑钢箱梁支架的不均匀沉降对连续钢箱梁内力重分布的影响。采用MIDAS/Gen有限元软件建立整体模型,对钢箱梁及其支架体系进行施工计算分析,然后根据计算分析结果对结构安全性进行评价并给出合理的施工建议。分析结果表明:钢箱梁及其支架体系结构安全。
在捞刀河景观桥施工过程中,钢箱梁及其支架体系是相互作用的一个整体,对整体结构进行计算既能使支架承受的荷载大小及分布更符合实际,又能考虑钢箱梁支架的不均匀沉降对连续钢箱梁内力重分布的影响。采用MIDAS/Gen有限元软件建立整体模型,对钢箱梁及其支架体系进行施工计算分析,然后根据计算分析结果对结构安全性进行评价并给出合理的施工建议。分析结果表明:钢箱梁及其支架体系结构安全。
2018, 33(8): 114-117.
doi: 10.13206/j.gjg.201808024
摘要:
以桂林两江机场T2航站楼钢屋盖施工为例,通过仿真模拟主体钢结构的各施工工况,找出关键钢构件,确定了钢结构的监测方案。通过自主开发的无线应变监测系统和变形监测系统完成了钢屋盖结构施工的实时监测。从主体钢结构的顺利施工可以看出,工程中采用的监测系统能够满足对结构施工监测的要求,且监测结果可作为结构安全与否的一个重要评估指标。
以桂林两江机场T2航站楼钢屋盖施工为例,通过仿真模拟主体钢结构的各施工工况,找出关键钢构件,确定了钢结构的监测方案。通过自主开发的无线应变监测系统和变形监测系统完成了钢屋盖结构施工的实时监测。从主体钢结构的顺利施工可以看出,工程中采用的监测系统能够满足对结构施工监测的要求,且监测结果可作为结构安全与否的一个重要评估指标。
2018, 33(8): 118-121.
doi: 10.13206/j.gjg.201808025
摘要:
通过在武汉绿地中心636主楼项目中运用三维激光扫描的BIM技术,结合点云处理软件CYCLONE、海量点云管理方案JETSTREAM、检测分析软件3DRESHAPER及REVIT三维设计平台软件,逆向建立钢结构BIM模型,并同时进行跨部门协同、可视化碰撞检测、实时跟踪监测质量等系列现场管理工作,既满足了现场施工精细化管理要求,又优化了BIM信息管理技术,推动了建筑领域的信息化发展,为建立精准的数据模型提供了新的思路和方法。
通过在武汉绿地中心636主楼项目中运用三维激光扫描的BIM技术,结合点云处理软件CYCLONE、海量点云管理方案JETSTREAM、检测分析软件3DRESHAPER及REVIT三维设计平台软件,逆向建立钢结构BIM模型,并同时进行跨部门协同、可视化碰撞检测、实时跟踪监测质量等系列现场管理工作,既满足了现场施工精细化管理要求,又优化了BIM信息管理技术,推动了建筑领域的信息化发展,为建立精准的数据模型提供了新的思路和方法。
