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2019年 第34卷 第1期
2019, 34(1): 1-6.
doi: 10.13206/j.gjg.201901001
摘要
摘要:
为了研究盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙屈曲后性能与滞回性能,通过改变盖板相似比、盖板高厚比,对盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙进行了有限元单调加载与循环加载分析。结果表明:盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙具有较好的抗侧力能力及优良的耗能能力,通过合理地调整盖板的几何参数可以充分发挥薄钢板墙的耗能能力;盖板相似比越大,內填钢板越稳定,结构抗侧刚度与耗能能力越强。相对来说,盖板相似比不小于0.5时,抗侧刚度与耗能能力增幅较大;盖板的高厚比存在一个临界值,在达到临界值后,盖板仅作为次要结构,在加载过程中基本处于弹性阶段,对结构抗剪性能与滞回性能影响较小。
为了研究盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙屈曲后性能与滞回性能,通过改变盖板相似比、盖板高厚比,对盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙进行了有限元单调加载与循环加载分析。结果表明:盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙具有较好的抗侧力能力及优良的耗能能力,通过合理地调整盖板的几何参数可以充分发挥薄钢板墙的耗能能力;盖板相似比越大,內填钢板越稳定,结构抗侧刚度与耗能能力越强。相对来说,盖板相似比不小于0.5时,抗侧刚度与耗能能力增幅较大;盖板的高厚比存在一个临界值,在达到临界值后,盖板仅作为次要结构,在加载过程中基本处于弹性阶段,对结构抗剪性能与滞回性能影响较小。
2019, 34(1): 7-14.
doi: 10.13206/j.gjg.201901002
摘要:
运用有限元软件ABAQUS 6.14-1首先对已有节点试验试件的滞回性能进行模拟,验证了有限元建模方法的正确性后,对外侧双肋板加强型、内侧双肋板加强型及外侧单肋板加强型节点进行滞回行为对比分析,然后对单肋板加强型节点进行系列参数分析,考虑的参数包括肋板长度a、肋板高度b和肋板厚度t。结果表明:内侧双肋板加强型节点并不适用于工字形柱强轴连接,其梁翼缘焊缝处有明显的应力集中,而外侧双肋板加强和单肋板加强型节点的受力性能相当;各参数对单肋板加强型节点的承载能力基本没有影响;随着参数b和t的增大,梁上、下翼缘焊缝处的Mises应力逐渐降低,肋板长度a主要影响塑性铰的位置;建议a=(1/2～3/4)h_b,b≥h_b/3,t≥2t_(bw),两短边a′=0.2a,b′=0.2b,其中,h_b为梁截面高度,t_(bw)为梁腹板厚度,最后给出了单肋板加强型节点的设计方法。
运用有限元软件ABAQUS 6.14-1首先对已有节点试验试件的滞回性能进行模拟,验证了有限元建模方法的正确性后,对外侧双肋板加强型、内侧双肋板加强型及外侧单肋板加强型节点进行滞回行为对比分析,然后对单肋板加强型节点进行系列参数分析,考虑的参数包括肋板长度a、肋板高度b和肋板厚度t。结果表明:内侧双肋板加强型节点并不适用于工字形柱强轴连接,其梁翼缘焊缝处有明显的应力集中,而外侧双肋板加强和单肋板加强型节点的受力性能相当;各参数对单肋板加强型节点的承载能力基本没有影响;随着参数b和t的增大,梁上、下翼缘焊缝处的Mises应力逐渐降低,肋板长度a主要影响塑性铰的位置;建议a=(1/2～3/4)h_b,b≥h_b/3,t≥2t_(bw),两短边a′=0.2a,b′=0.2b,其中,h_b为梁截面高度,t_(bw)为梁腹板厚度,最后给出了单肋板加强型节点的设计方法。
2019, 34(1): 15-22.
doi: 10.13206/j.gjg.201901003
摘要:
通过主管外壁加套管和主管内灌混凝土的加强方式可以改善K型搭接节点的力学性能。为探讨两种加强方式的优劣,通过ANSYS建立有限元模型,首先对有限元模型进行了验证,基于验证的有限元模型进行了参数分析,得到两种加强节点在关键参数影响下的滞回曲线和骨架曲线,对比分析其承载力和滞回性能,其中,K-1节点为主管外壁加套管加强,K-2节点为主管内灌混凝土加强。结果表明:随支、主管夹角θ增加,两种加强节点的滞回性能和承载力均减弱;随支、主管径宽比β增加,两种加强节点滞回性能均减弱,但承载力提高;支、主管厚度比λ对K-1的滞回性能和承载力有一定影响,对K-2的影响不明显;随主管宽厚比η增加,K-1的滞回性能和承载力变化不明显,K-2的滞回性能和承载力均有提高;搭接率O_v的变化对两种加强节点的滞回性能和承载力影响不显著。K-2的承载力和滞回性能总体优于K-1,进一步对K-2延性和耗能进行分析,其延性随参数θ、λ和η的增大均有提高,而随参数β和O_v的增大均有所降低;节点的能量耗散能力与参数β和λ均呈正相关,而与参数θ、η和O_v呈负相关。
通过主管外壁加套管和主管内灌混凝土的加强方式可以改善K型搭接节点的力学性能。为探讨两种加强方式的优劣,通过ANSYS建立有限元模型,首先对有限元模型进行了验证,基于验证的有限元模型进行了参数分析,得到两种加强节点在关键参数影响下的滞回曲线和骨架曲线,对比分析其承载力和滞回性能,其中,K-1节点为主管外壁加套管加强,K-2节点为主管内灌混凝土加强。结果表明:随支、主管夹角θ增加,两种加强节点的滞回性能和承载力均减弱;随支、主管径宽比β增加,两种加强节点滞回性能均减弱,但承载力提高;支、主管厚度比λ对K-1的滞回性能和承载力有一定影响,对K-2的影响不明显;随主管宽厚比η增加,K-1的滞回性能和承载力变化不明显,K-2的滞回性能和承载力均有提高;搭接率O_v的变化对两种加强节点的滞回性能和承载力影响不显著。K-2的承载力和滞回性能总体优于K-1,进一步对K-2延性和耗能进行分析,其延性随参数θ、λ和η的增大均有提高,而随参数β和O_v的增大均有所降低;节点的能量耗散能力与参数β和λ均呈正相关,而与参数θ、η和O_v呈负相关。
2019, 34(1): 23-26.
doi: 10.13206/j.gjg.201901004
摘要:
钢管混凝土桁架焊接节点构造复杂,焊缝区域应力集中程度高,是疲劳易损部位。根据钢管混凝土桁架2种主要节点构造形式——焊接管节点和管-板焊接节点,利用有限元软件ANSYS分别建立了K型相贯节点、管-板节点和扫把型节点空间模型,基于国际焊接协会(IIW)和挪威船级社(DNV)提出的热点应力计算方法,进行节点连接焊缝处热点应力的数值分析。分别讨论了主管受拉、支管在典型荷载作用下,焊接节点焊趾处的热点应力集中系数。结果表明:管节点热点剪应力幅很小,热点正应力集中系数较大;管-板节点应力集中程度低,最大热点应力集中出现在管-板节点的节点板端部;扫把型节点应力集中特性与管-板节点相似,但构造相对复杂。依照基于热点应力S-N曲线的疲劳性能评估方法,钢管混凝土桁架结构采用管-板节点时,具有较好的抗疲劳性能。
钢管混凝土桁架焊接节点构造复杂,焊缝区域应力集中程度高,是疲劳易损部位。根据钢管混凝土桁架2种主要节点构造形式——焊接管节点和管-板焊接节点,利用有限元软件ANSYS分别建立了K型相贯节点、管-板节点和扫把型节点空间模型,基于国际焊接协会(IIW)和挪威船级社(DNV)提出的热点应力计算方法,进行节点连接焊缝处热点应力的数值分析。分别讨论了主管受拉、支管在典型荷载作用下,焊接节点焊趾处的热点应力集中系数。结果表明:管节点热点剪应力幅很小,热点正应力集中系数较大;管-板节点应力集中程度低,最大热点应力集中出现在管-板节点的节点板端部;扫把型节点应力集中特性与管-板节点相似,但构造相对复杂。依照基于热点应力S-N曲线的疲劳性能评估方法,钢管混凝土桁架结构采用管-板节点时,具有较好的抗疲劳性能。
2019, 34(1): 27-32.
doi: 10.13206/j.gjg.201901005
摘要:
为研究热轧方矩管连续梁在荷载作用下的塑性承载力,采用有限元软件ABAQUS建立考虑几何初始缺陷和残余应力的有限元模型。基于已有的试验数据,验证了建立的有限元模型的正确性,分析钢材的强度等级、截面高宽比、板件宽厚比、集中荷载作用位置对连续梁塑性承载力的影响。将有限元结果与连续强度法、欧洲规范EN 1993-1-1的计算结果进行对比。结果表明:对于欧洲规范中的Ⅱ类截面,塑性设计建议允许适用。与现有设计方法对比,连续强度法是一种更为有效的设计方法,能够很好地考虑塑性重分布。最后,基于大量的数值研究,提出了适合连续梁塑性设计的截面相对宽厚比的建议值。
为研究热轧方矩管连续梁在荷载作用下的塑性承载力,采用有限元软件ABAQUS建立考虑几何初始缺陷和残余应力的有限元模型。基于已有的试验数据,验证了建立的有限元模型的正确性,分析钢材的强度等级、截面高宽比、板件宽厚比、集中荷载作用位置对连续梁塑性承载力的影响。将有限元结果与连续强度法、欧洲规范EN 1993-1-1的计算结果进行对比。结果表明:对于欧洲规范中的Ⅱ类截面,塑性设计建议允许适用。与现有设计方法对比,连续强度法是一种更为有效的设计方法,能够很好地考虑塑性重分布。最后,基于大量的数值研究,提出了适合连续梁塑性设计的截面相对宽厚比的建议值。
2019, 34(1): 33-37.
doi: 10.13206/j.gjg.201901006
摘要:
为了探究大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥在施工和运营过程中结构非线性稳定性的变化和影响因素,以某双主跨2×360 m钢桁梁拱桥为研究对象,分别采用有限元软件MIDAS和ANSYS计算大桥施工和运营阶段稳定安全系数并获取结构的失稳形态。分析了几何和材料非线性因素对结构稳定性的影响,并探讨了初始缺陷和横向风荷载与结构非线性稳定的关系。研究表明:桥梁ANSYS模型和MIDAS模型的线弹性稳定分析结果基本一致,安全系数较高,且运营阶段结构的失稳形式均为拱肋整体面外失稳;结构非线性稳定性受材料非线性影响显著,而受几何非线性影响较小;通过一致缺陷模态法在结构上施加初始缺陷对结构非线性稳定影响较大,而截面几何偏位法影响较小;运营阶段桥梁在正常风荷载下能较好地保持稳定性。
为了探究大跨度铁路钢桁梁柔性拱桥在施工和运营过程中结构非线性稳定性的变化和影响因素,以某双主跨2×360 m钢桁梁拱桥为研究对象,分别采用有限元软件MIDAS和ANSYS计算大桥施工和运营阶段稳定安全系数并获取结构的失稳形态。分析了几何和材料非线性因素对结构稳定性的影响,并探讨了初始缺陷和横向风荷载与结构非线性稳定的关系。研究表明:桥梁ANSYS模型和MIDAS模型的线弹性稳定分析结果基本一致,安全系数较高,且运营阶段结构的失稳形式均为拱肋整体面外失稳;结构非线性稳定性受材料非线性影响显著,而受几何非线性影响较小;通过一致缺陷模态法在结构上施加初始缺陷对结构非线性稳定影响较大,而截面几何偏位法影响较小;运营阶段桥梁在正常风荷载下能较好地保持稳定性。
2019, 34(1): 38-43.
doi: 10.13206/j.gjg.201901007
摘要:
利用有限元法对某大跨度钢结构进行连续倒塌动力分析。采用能量法和平均应力法来确定失效柱位置,在考虑列车行驶等偶然荷载的作用下,选定柱22、柱11进行连续倒塌分析。研究结果表明:柱11单根失效时,结构最大应变为2.38×10~(-3),小于钢材极限拉应变。其中远离柱11靠近柱12和柱21梁单元处产生高架层最大应力,网壳最大应力、应变出现在失效柱的网壳斜柱及相邻区失效柱;柱22单根失效时,应变最大值为3.68×10~(-3),失效柱附近梁单元产生最大应变,小于材料极限拉应变。站房网壳最大应力、应变出现在柱11支撑网壳斜柱以及邻近的网壳单元;柱11、柱22同时失效时,结构最大应变为5.78×10~(-3),较单根柱失效时应变值大幅提高,已发生塑性变形,但仍未超出材料极限塑性应变限值,双柱失效并未引发整体结构的连续性倒塌。
利用有限元法对某大跨度钢结构进行连续倒塌动力分析。采用能量法和平均应力法来确定失效柱位置,在考虑列车行驶等偶然荷载的作用下,选定柱22、柱11进行连续倒塌分析。研究结果表明:柱11单根失效时,结构最大应变为2.38×10~(-3),小于钢材极限拉应变。其中远离柱11靠近柱12和柱21梁单元处产生高架层最大应力,网壳最大应力、应变出现在失效柱的网壳斜柱及相邻区失效柱;柱22单根失效时,应变最大值为3.68×10~(-3),失效柱附近梁单元产生最大应变,小于材料极限拉应变。站房网壳最大应力、应变出现在柱11支撑网壳斜柱以及邻近的网壳单元;柱11、柱22同时失效时,结构最大应变为5.78×10~(-3),较单根柱失效时应变值大幅提高,已发生塑性变形,但仍未超出材料极限塑性应变限值,双柱失效并未引发整体结构的连续性倒塌。
2019, 34(1): 44-48.
doi: 10.13206/j.gjg.201901008
摘要:
邯济线泺口黄河特大桥主桥为(128.1+164.7+128.1)m三联孔栓铆悬臂+挂孔钢桁梁,其中挂孔梁为109.8 m,竣工于1912年,由德国三山桥梁公司建造。为评估该桥受力状态,通过对桥梁进行静载试验及理论计算,分析其控制截面应力、挠度及支座位移,得出该桥基本满足结构运营和设计要求,但参考简支梁挠跨比通常值,整体竖向刚度偏弱。
邯济线泺口黄河特大桥主桥为(128.1+164.7+128.1)m三联孔栓铆悬臂+挂孔钢桁梁,其中挂孔梁为109.8 m,竣工于1912年,由德国三山桥梁公司建造。为评估该桥受力状态,通过对桥梁进行静载试验及理论计算,分析其控制截面应力、挠度及支座位移,得出该桥基本满足结构运营和设计要求,但参考简支梁挠跨比通常值,整体竖向刚度偏弱。
2019, 34(1): 49-55.
doi: 10.13206/j.gjg.201901009
摘要:
提出一种基于波形钢板的新型钢箱梁正交异性桥面板结构形式,该新型桥面板结构包括上顶板、波形钢板加劲肋、下顶板和横肋。通过有限元方法对新型正交异性板的横向传力特性进行分析,并研究了顶板厚度、横肋间距、横肋厚度等参数变化对新型结构疲劳热点应力的影响规律。研究结果表明:新型正交异性板具有双向受力的特点,与传统正交异性桥面板的受力模式明显不同,因此结构设计时需要加大横肋间距,才能充分发挥桥面板较明显的荷载横向分配特性;同时,基于构造参数的影响,提出了适合新型结构的构造参数,以充分发挥新型结构的优势,避免过于复杂的焊接构造。
提出一种基于波形钢板的新型钢箱梁正交异性桥面板结构形式,该新型桥面板结构包括上顶板、波形钢板加劲肋、下顶板和横肋。通过有限元方法对新型正交异性板的横向传力特性进行分析,并研究了顶板厚度、横肋间距、横肋厚度等参数变化对新型结构疲劳热点应力的影响规律。研究结果表明:新型正交异性板具有双向受力的特点,与传统正交异性桥面板的受力模式明显不同,因此结构设计时需要加大横肋间距,才能充分发挥桥面板较明显的荷载横向分配特性;同时,基于构造参数的影响,提出了适合新型结构的构造参数,以充分发挥新型结构的优势,避免过于复杂的焊接构造。
2019, 34(1): 56-59.
doi: 10.13206/j.gjg.201901010
摘要:
利用拓扑优化技术来优化结构受力分布、提高结构性能和节约材料在工程设计领域有广泛的应用前景。由于技术和实践的不足,拓扑优化技术在结构工程领域还未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计,尚待深入研究。为此,探索了将拓扑优化策略运用到人行桥的建筑找形当中,基于应变能最小化的优化策略,针对深圳一座实际的行人天桥项目进行了轻量化设计。首先采用连续体拓扑的方法进行了优化研究,然后根据优化结果进行建筑学开孔设计,通过上述过程提高了结构性能,也达到了较好的建筑表现效果。优化结果表明:在减重10.65%的条件下,结构挠度有了较大降低,竖向位移得到了有效控制,本设计中自动化的拓扑优化技术在结构体系上实现了建筑结构一体化的设计目标。
利用拓扑优化技术来优化结构受力分布、提高结构性能和节约材料在工程设计领域有广泛的应用前景。由于技术和实践的不足,拓扑优化技术在结构工程领域还未形成系统性的结构优化策略,主要还是依靠工程师的工作经验来进行优化设计,尚待深入研究。为此,探索了将拓扑优化策略运用到人行桥的建筑找形当中,基于应变能最小化的优化策略,针对深圳一座实际的行人天桥项目进行了轻量化设计。首先采用连续体拓扑的方法进行了优化研究,然后根据优化结果进行建筑学开孔设计,通过上述过程提高了结构性能,也达到了较好的建筑表现效果。优化结果表明:在减重10.65%的条件下,结构挠度有了较大降低,竖向位移得到了有效控制,本设计中自动化的拓扑优化技术在结构体系上实现了建筑结构一体化的设计目标。
2019, 34(1): 60-64.
doi: 10.13206/j.gjg.201901011
摘要:
通过对跨度为43.6 m的大跨度全钢结构人行天桥设计和建造实践,介绍了满足结构设计要求并融合建筑美学所开展的人行桥结构创新尝试。有限元模态分析表明:该结构竖弯基频频率小于CJ 69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》中3 Hz的要求,基于瞬态动力学分析评估了附加调谐质量阻尼器的振动控制效果,最后基于行人激励下的加速度实测,验证了结构良好的行人舒适度性能。研究发现:现行规范为了避免人桥共振,对结构自身频率的要求很难达到,而通过附加TMD来控制桥面加速度响应比通过调整结构的刚度来"躲避"人行窄带频率要更经济和更有效。因此修订原设计规范和制定新的人行天桥加速度响应评价规范非常重要和必要。
通过对跨度为43.6 m的大跨度全钢结构人行天桥设计和建造实践,介绍了满足结构设计要求并融合建筑美学所开展的人行桥结构创新尝试。有限元模态分析表明:该结构竖弯基频频率小于CJ 69—95《城市人行天桥与人行地道技术规范》中3 Hz的要求,基于瞬态动力学分析评估了附加调谐质量阻尼器的振动控制效果,最后基于行人激励下的加速度实测,验证了结构良好的行人舒适度性能。研究发现:现行规范为了避免人桥共振,对结构自身频率的要求很难达到,而通过附加TMD来控制桥面加速度响应比通过调整结构的刚度来"躲避"人行窄带频率要更经济和更有效。因此修订原设计规范和制定新的人行天桥加速度响应评价规范非常重要和必要。
2019, 34(1): 65-68.
doi: 10.13206/j.gjg.201901012
摘要:
主厂房的柱和吊车梁在大型炼钢厂房中占有较大比重,其合理设计对厂房的安全性和经济性至关重要。分别对相同吊车荷载作用下,不同结构形式厂房柱及不同强度、跨度吊车梁的经济、技术等指标进行对比分析。结果表明:在大型炼钢厂房中采用多肢钢管混凝土格构柱既可满足结构安全的需要,又可降低成本、缩短工期;对吊车梁而言,当跨度在27 m及以下时,采用Q345钢材比较经济,而当跨度增大时,采用Q390钢材经济效益更加显著。
主厂房的柱和吊车梁在大型炼钢厂房中占有较大比重,其合理设计对厂房的安全性和经济性至关重要。分别对相同吊车荷载作用下,不同结构形式厂房柱及不同强度、跨度吊车梁的经济、技术等指标进行对比分析。结果表明:在大型炼钢厂房中采用多肢钢管混凝土格构柱既可满足结构安全的需要,又可降低成本、缩短工期;对吊车梁而言,当跨度在27 m及以下时,采用Q345钢材比较经济,而当跨度增大时,采用Q390钢材经济效益更加显著。
2019, 34(1): 69-73.
doi: 10.13206/j.gjg.201901013
摘要:
提出了两种新型的由投影面为矩形的铰接六杆四面体组成的柱面网壳。这种网壳结构的构形十分简单,节点和杆件数目相对于双层柱面网壳结构较少,网格抽空率高,具有单层和双层柱面网壳的主要优点。对两种铰接的六杆四面体组成的柱面网壳进行静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明:下弦支撑的铰接六杆四面体柱面网壳结构整体刚度好,由线性特征值屈曲分析和考虑几何初始缺陷、荷载不对称布置的稳定性分析结果可知,其具有较好的力学性能,并且温度对其稳定性的影响较小。铰接的六杆四面体组成的柱面网壳可以采用螺栓球作为节点,有利于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色建筑的推广应用条件。
提出了两种新型的由投影面为矩形的铰接六杆四面体组成的柱面网壳。这种网壳结构的构形十分简单,节点和杆件数目相对于双层柱面网壳结构较少,网格抽空率高,具有单层和双层柱面网壳的主要优点。对两种铰接的六杆四面体组成的柱面网壳进行静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明:下弦支撑的铰接六杆四面体柱面网壳结构整体刚度好,由线性特征值屈曲分析和考虑几何初始缺陷、荷载不对称布置的稳定性分析结果可知,其具有较好的力学性能,并且温度对其稳定性的影响较小。铰接的六杆四面体组成的柱面网壳可以采用螺栓球作为节点,有利于标准化设计、工业化生产和装配化施工,符合绿色建筑的推广应用条件。
2019, 34(1): 74-77.
doi: 10.13206/j.gjg.201901014
摘要:
某输煤栈桥管桁架结构中,下横梁通过节点外环板与下弦相贯节点连接,现行相关规范中没有关于此类节点的设计方法,目前对此类节点静力性能研究也相对较少。采用ABAQUS有限元分析软件,通过对节点边界条件、分析参数的优化设置,建立节点模型进行模拟分析,并将有限元分析结果与试验数据进行对比研究。结果表明:对节点边界条件及分析参数的优化设置合理,计算分析结果可靠。
某输煤栈桥管桁架结构中,下横梁通过节点外环板与下弦相贯节点连接,现行相关规范中没有关于此类节点的设计方法,目前对此类节点静力性能研究也相对较少。采用ABAQUS有限元分析软件,通过对节点边界条件、分析参数的优化设置,建立节点模型进行模拟分析,并将有限元分析结果与试验数据进行对比研究。结果表明:对节点边界条件及分析参数的优化设置合理,计算分析结果可靠。
2019, 34(1): 78-81.
doi: 10.13206/j.gjg.201901015
摘要:
介绍了组合钢板梁桥的设计特点,针对纵横梁体系钢板梁的结构特点,结合实桥制造、安装经验,分别对主纵梁主角焊缝、主纵梁与横梁连接、节段间连接等进行了探讨及研究,给出了典型接头的合理构造细节。
介绍了组合钢板梁桥的设计特点,针对纵横梁体系钢板梁的结构特点,结合实桥制造、安装经验,分别对主纵梁主角焊缝、主纵梁与横梁连接、节段间连接等进行了探讨及研究,给出了典型接头的合理构造细节。
2019, 34(1): 82-85.
doi: 10.13206/j.gjg.201901016
摘要:
针对U肋与桥面板焊缝易产生疲劳开裂问题,结合相关研究成果,分析了焊缝尺寸对T型接头角焊缝疲劳特性的影响,指出双面焊接条件下U肋焊缝的尺寸要求,建议设计焊缝熔深不低于U肋板厚的75%,焊脚尺寸不小于4 mm。此外,提出了基于聚弧深熔气保焊的U肋双面焊接新工艺,可大幅提高焊接工效,降低焊接成本。
针对U肋与桥面板焊缝易产生疲劳开裂问题,结合相关研究成果,分析了焊缝尺寸对T型接头角焊缝疲劳特性的影响,指出双面焊接条件下U肋焊缝的尺寸要求,建议设计焊缝熔深不低于U肋板厚的75%,焊脚尺寸不小于4 mm。此外,提出了基于聚弧深熔气保焊的U肋双面焊接新工艺,可大幅提高焊接工效,降低焊接成本。
2019, 34(1): 86-87.
doi: 10.13206/j.gjg.201901017
摘要:
介绍了GB 50017—2017《钢结构设计标准》中多高层钢结构稳定计算的思路。首先,回顾了压杆弹性屈曲的欧拉公式,通过分析摇摆柱-悬臂柱体系、设置摇摆柱的框架和防屈曲支撑的构成,表明了压杆自身刚度和相邻构件的刚度为压杆本身、摇摆柱、芯杆提供了稳定承载力。然后,将这些概念推广到双重抗侧力结构中,则支撑架为框架提供了支持,因此要求支撑架在框架柱达到极限状态时应具有刚度。
介绍了GB 50017—2017《钢结构设计标准》中多高层钢结构稳定计算的思路。首先,回顾了压杆弹性屈曲的欧拉公式,通过分析摇摆柱-悬臂柱体系、设置摇摆柱的框架和防屈曲支撑的构成,表明了压杆自身刚度和相邻构件的刚度为压杆本身、摇摆柱、芯杆提供了稳定承载力。然后,将这些概念推广到双重抗侧力结构中,则支撑架为框架提供了支持,因此要求支撑架在框架柱达到极限状态时应具有刚度。
2019, 34(1): 88-93.
doi: 10.13206/j.gjg.201901018
摘要:
以"一带一路"的重点工程——孟加拉帕德玛大桥为依托,对拼接节段划分及拼装工艺主要控制项点、符合欧洲标准的下弦节点支座位置平面度控制、超重节点杆件翻身、厚板焊接坡口优化及窄空间焊接方案、临时人孔设计及过焊孔尺寸等设计进行研究,提出制作工艺控制要点和具体解决措施。
以"一带一路"的重点工程——孟加拉帕德玛大桥为依托,对拼接节段划分及拼装工艺主要控制项点、符合欧洲标准的下弦节点支座位置平面度控制、超重节点杆件翻身、厚板焊接坡口优化及窄空间焊接方案、临时人孔设计及过焊孔尺寸等设计进行研究,提出制作工艺控制要点和具体解决措施。
2019, 34(1): 94-97.
doi: 10.13206/j.gjg.201901019
摘要:
洞庭湖特大桥主桥为三塔双索面钢箱钢桁组合梁铁路斜拉桥,钢梁采用适合大跨度三塔重载铁路斜拉桥受力特点的钢箱-钢桁组合新结构。组合结构主梁分两阶段成桥,先架设、合龙钢箱梁,然后在其上面拼装、合龙钢桁梁,钢梁制作安装精度要求高,施工技术难度大。边跨钢箱梁采用多点三向自平衡大行程步履式顶推施工技术,3号、5号墩钢箱梁采用单悬臂拼装,4号墩钢箱梁采用双悬臂对称拼装,顺利实现了箱-桁组合新结构主梁的钢箱梁无配切、钢桁梁无配板合龙。
洞庭湖特大桥主桥为三塔双索面钢箱钢桁组合梁铁路斜拉桥,钢梁采用适合大跨度三塔重载铁路斜拉桥受力特点的钢箱-钢桁组合新结构。组合结构主梁分两阶段成桥,先架设、合龙钢箱梁,然后在其上面拼装、合龙钢桁梁,钢梁制作安装精度要求高,施工技术难度大。边跨钢箱梁采用多点三向自平衡大行程步履式顶推施工技术,3号、5号墩钢箱梁采用单悬臂拼装,4号墩钢箱梁采用双悬臂对称拼装,顺利实现了箱-桁组合新结构主梁的钢箱梁无配切、钢桁梁无配板合龙。
2019, 34(1): 98-102.
doi: 10.13206/j.gjg.201901020
摘要:
以长沙梅溪湖城市岛双螺旋观景平台为工程背景,基于ANSYS软件建立其钢结构斜立柱有限元分析模型。通过特征值屈曲分析得到斜立柱在第4层坡道吊装过程中的失稳屈曲荷载系数,发现设置钢棒之后,斜立柱的一阶失稳荷载为不设置钢棒工况下的4倍;通过非线性屈曲分析得到考虑材料、几何及初始缺陷的斜立柱在第4层坡道吊装过程中的失稳荷载,同时得到斜立柱在考虑不同非线性条件下的失稳模式。
以长沙梅溪湖城市岛双螺旋观景平台为工程背景,基于ANSYS软件建立其钢结构斜立柱有限元分析模型。通过特征值屈曲分析得到斜立柱在第4层坡道吊装过程中的失稳屈曲荷载系数,发现设置钢棒之后,斜立柱的一阶失稳荷载为不设置钢棒工况下的4倍;通过非线性屈曲分析得到考虑材料、几何及初始缺陷的斜立柱在第4层坡道吊装过程中的失稳荷载,同时得到斜立柱在考虑不同非线性条件下的失稳模式。
2019, 34(1): 103-107.
doi: 10.13206/j.gjg.201901021
摘要:
针对大型钢结构吊装施工困难,易发生碰撞损伤、安全稳定性失效等问题,提出了一种虚拟吊装技术来实现对钢结构吊装施工全过程的模拟。基于Arc Objcts开发,采用二维、三维联动技术对建筑外观场景进行二维和三维联合仿真,通过特定视角选取作业空间,避免钢构件吊装过程中出现碰撞等安全事故。同时将虚拟吊装模型与ANSYS分析软件结合,对吊装构件和设备的应力状态和变形进行分析,以满足钢结构吊装过程中的安全稳定性要求。通过实例对开发的大型钢结构虚拟吊装施工系统进行了验证,结果表明:开发的虚拟吊装施工系统能实现对吊装现场实时漫游监控,避免了因施工顺序混乱而造成的钢构件无法安装或高空待装构件发生碰撞损伤等问题,通过软件对钢构件的位移、应力和安全稳定性指标进行分析,保证了钢结构吊装施工的安全。
针对大型钢结构吊装施工困难,易发生碰撞损伤、安全稳定性失效等问题,提出了一种虚拟吊装技术来实现对钢结构吊装施工全过程的模拟。基于Arc Objcts开发,采用二维、三维联动技术对建筑外观场景进行二维和三维联合仿真,通过特定视角选取作业空间,避免钢构件吊装过程中出现碰撞等安全事故。同时将虚拟吊装模型与ANSYS分析软件结合,对吊装构件和设备的应力状态和变形进行分析,以满足钢结构吊装过程中的安全稳定性要求。通过实例对开发的大型钢结构虚拟吊装施工系统进行了验证,结果表明:开发的虚拟吊装施工系统能实现对吊装现场实时漫游监控,避免了因施工顺序混乱而造成的钢构件无法安装或高空待装构件发生碰撞损伤等问题,通过软件对钢构件的位移、应力和安全稳定性指标进行分析,保证了钢结构吊装施工的安全。
2019, 34(1): 108-112.
doi: 10.13206/j.gjg.201901022
摘要:
为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识,通过对既有研究成果进行梳理,从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结,探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。针对环境腐蚀下疲劳裂纹萌生机理,重点讨论了点蚀疲劳损伤过程。基于3种典型的腐蚀疲劳模型(叠加模型,竞争模型和乘积模型),对腐蚀疲劳裂纹扩展机理进行了综述。对基于S-N曲线、Miner线性累积损伤理论和基于断裂力学裂纹扩展速率公式的两种主要的腐蚀疲劳寿命预测方法进行了归纳。研究结果表明:钢桥焊接节点腐蚀疲劳体现为环境介质和循环应力双重驱动下的裂纹扩展问题,其疲劳破坏模式、疲劳损伤机理、抗疲劳设计等问题更为复杂;钢桥腐蚀疲劳损伤驱动机理、腐蚀疲劳寿命评估方法及适用的疲劳性能强化技术,是钢桥的全寿命周期设计理论的重要基础和钢桥可持续发展亟待解决的重要研究课题。
为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识,通过对既有研究成果进行梳理,从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结,探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。针对环境腐蚀下疲劳裂纹萌生机理,重点讨论了点蚀疲劳损伤过程。基于3种典型的腐蚀疲劳模型(叠加模型,竞争模型和乘积模型),对腐蚀疲劳裂纹扩展机理进行了综述。对基于S-N曲线、Miner线性累积损伤理论和基于断裂力学裂纹扩展速率公式的两种主要的腐蚀疲劳寿命预测方法进行了归纳。研究结果表明:钢桥焊接节点腐蚀疲劳体现为环境介质和循环应力双重驱动下的裂纹扩展问题,其疲劳破坏模式、疲劳损伤机理、抗疲劳设计等问题更为复杂;钢桥腐蚀疲劳损伤驱动机理、腐蚀疲劳寿命评估方法及适用的疲劳性能强化技术,是钢桥的全寿命周期设计理论的重要基础和钢桥可持续发展亟待解决的重要研究课题。
2019, 34(1): 113-113.
doi: 10.13206/j.gjg.201901023
摘要:
GB50017—2017《钢结构设计标准》(简称17《钢标》)已于2018年7月1日正式实施。对比前一版的GB 50017—2003《钢结构设计规范》,17《钢标》在内容上进行了大量的修订和增补,特别是增加了诸如钢结构设计直接分析法和钢结构抗震性能化设计等新内容。为使大家在应用17《钢标》进行设计时能够正确理解条文和条文说明,本刊在2019年特设专栏刊登《钢结构》编委、17《钢标》主编王立军大师的系列讲座"17《钢标》疑难浅析"。有别于通常对标准的讲解材料和专题报告,本系列讲座的问题直接来源于17《钢标》的条文及条文说明,通过构想作者与读者共同学习17《钢标》的场景,发掘出读者在应用17《钢标》进行设计时即使反复研习了条文和条文说明仍有理不清的那个问题,从标准编制者的角度为读者理清问题的概念、逻辑和关联,打通从标准条文、条文说明到设计应用之间的最后一道屏障。该系列讲座将连续刊出12期,每期刊登3个问题,同时在"钢结构"微信公众号上发布,欢迎大家关注和留言,另外也欢迎大家就当期内容来信(邮箱:676567706@qq.com)讨论,我们会整理并汇总给作者。从第2期开始,我们将刊登读者对前期问题的讨论及作者对讨论的回复。这样,经过一年的时间,问题、解释、讨论、回复、再讨论、再回复,碰撞出的火花势必会形成一个钢结构设计的论坛。
GB50017—2017《钢结构设计标准》(简称17《钢标》)已于2018年7月1日正式实施。对比前一版的GB 50017—2003《钢结构设计规范》,17《钢标》在内容上进行了大量的修订和增补,特别是增加了诸如钢结构设计直接分析法和钢结构抗震性能化设计等新内容。为使大家在应用17《钢标》进行设计时能够正确理解条文和条文说明,本刊在2019年特设专栏刊登《钢结构》编委、17《钢标》主编王立军大师的系列讲座"17《钢标》疑难浅析"。有别于通常对标准的讲解材料和专题报告,本系列讲座的问题直接来源于17《钢标》的条文及条文说明,通过构想作者与读者共同学习17《钢标》的场景,发掘出读者在应用17《钢标》进行设计时即使反复研习了条文和条文说明仍有理不清的那个问题,从标准编制者的角度为读者理清问题的概念、逻辑和关联,打通从标准条文、条文说明到设计应用之间的最后一道屏障。该系列讲座将连续刊出12期,每期刊登3个问题,同时在"钢结构"微信公众号上发布,欢迎大家关注和留言,另外也欢迎大家就当期内容来信(邮箱:676567706@qq.com)讨论,我们会整理并汇总给作者。从第2期开始,我们将刊登读者对前期问题的讨论及作者对讨论的回复。这样,经过一年的时间,问题、解释、讨论、回复、再讨论、再回复,碰撞出的火花势必会形成一个钢结构设计的论坛。
