一种适用于重点设防类高层单跨钢连廊的结构设计

为满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)对单跨框架结构应用场合的条文规定和建筑使用功能要求,提出一种适用于重点设防类高层单跨连廊的结构体系:X向为两跨框架+桁架结构,Y向为框架-支撑结构。分别采用静力弹性分析和动力弹塑性分析对本连廊进行计算。结构静力弹性分析结果表明:施工模拟顺序对结构的内力影响较小,连廊在X向本质上是一个单层双跨框架结构。连廊性能化设计结果表明其能达到中震弹性、大震不屈服的性能目标。连廊的非线性屈曲分析和连续倒塌分析结果表明:桁架受压斜腹杆屈曲会引发结构整体失稳;桁架受压斜腹杆、框架角柱和框架边柱失效不会引发结构连续性倒塌。最后对连廊进行罕遇地震和极罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,结果表明:结构受力性能良好,构件损伤控制在“中度破坏”以内,能够满足规范大震不倒的设计要求。

某单跨钢结构连廊抗震设计与分析

为了解决框架结构与局部空间结构耦合体系简化分析的问题,本文介绍了通过设置滑动支座将局部空间结构作为子结构的分析方法。并通过对连廊的各项指标进行计算和分析,验证了该设计的合理性。同时,对于采用单跨框架结构的乙类高层建筑,本文提出了合理的抗震性能设计目标,并对中震和大震下连廊的构件承载力及整体性能水准进行了详细分析。分析结果表明,连廊结构可满足既定的性能目标,具有足够的安全储备。本文采用的相关设计方法可为类似工程的抗震设计与分析提供参考。

PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段增量法与全量法结构计算分析

以北京轨道交通22号线(平谷线)为依托工程,以3种施工阶段结构受力和变形为研究重点,对PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段的增量法和全量法进行了分析,对比了单跨PBA暗挖隧道增量法与全量法的计算结果,介绍了增量法与全量法的基本原理和应用,并结合Midas GTS NX岩土有限元分析软件对在建工程模型施工阶段结构受力进行了分析。研究结果表明:PBA暗挖逆筑隧道采用增量法与全量法计算出的结果有差异。其主要原因是增量法需考虑分步施工,构件和荷载是分步施加的,内力和变形也是分阶段达到平衡;全量法需考虑力和变形的同时性,不能真实反映施工的分步性。故在设计时需采用增量法进行计算。该研究成果可为相似隧道工程的设计与施工提供借鉴参考。

极罕遇地震下单跨框架结构倒塌破坏机理研究

随着第五代GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》中极罕遇地震概念的提出,有必要探讨在极罕遇地震作用下单跨框架结构的倒塌破坏机理。利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对单跨框架结构在极罕遇地震作用下的倒塌过程进行模拟,通过合理选取参数和模型,再现单跨框架结构倒塌破坏的全过程,揭示极罕遇地震作用下单跨框架结构的倒塌破坏机理,为既有单跨框架结构的鉴定与加固提供理论依据。结果显示:在极罕遇地震作用下与多跨结构相比单跨框架结构抗震防线单薄,结构冗余度不足,且结构底层柱端出现塑性铰是引起单跨结构倒塌的主要原因。

单跨铁路跨线桥预应力简支空心桥面板荷载试验

桥梁面板直接承受反复车轮荷载,活载效应大,疲劳破坏风险大,已成为桥梁工程领域不可忽视的问题。单跨铁路跨线桥预应力简支空心桥面板较为少见,有较高的研究价值,以某现状单跨铁路跨线桥为工程背景,利用三轴车辆进行静载、动载试验,测量桥梁跨中截面的挠度和应变。结果表明:桥跨结构强度满足要求;卸载后相对残余变形在20%范围内,桥跨结构处于弹性工作状态。

单跨钢箱梁市政车行桥的设计分析

钢箱梁又名钢板箱形梁,是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上,外立面整体如同一个箱子,故名钢箱梁。钢箱梁构造包含顶板、腹板、底板、横隔板、纵隔板以及纵、横加劲肋,各个构件通过全焊接的方式连接而成。钢箱梁包含单箱室、多箱室,可依照桥梁宽度灵活调整。钢箱梁自重轻、省钢材、抗弯和抗扭刚度大、施工快捷、适应各种平面结构桥梁、结构变换多样、外形简洁美观,得到广泛的应用。文章以单跨50m钢箱梁市政车行桥工程实例为背景,介绍该桥总体设计及受力特性,以期今后为该类桥梁设计提供参考。

单跨RC框架结构的抗震倒塌能力分析

学校建筑中的连廊经常使用单跨框架结构,而关于单跨框架结构的抗震倒塌能力定量评价较少。按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)设计了17个连廊框架模型,分别进行基于动力增量分析方法的倒塌易损性分析,用倒塌概率和安全储备系数定量评价各模型的抗震倒塌能力。结果显示,相比同层数的双跨框架结构,本例单跨框架结构的抗震倒塌能力冗余度高;1层乙类单跨框架结构,通过提高一度采取抗震措施或提高一度计算地震作用均能提高结构的抗震倒塌能力,使结构倒塌概率在可接受的范围,且提高一度计算地震作用比提高一度采取抗震措施更能提高结构的抗震倒塌能力;提高框架梁的抗震性能对提高结构抗震倒塌能力作用很小,而提高框架柱的抗震性能能较大地提高结构抗震倒塌能力;用安全储备系数归一条件下的造价来评价,提高框架柱抗震性能比提高一度采取抗震措施更经济。

单跨5车道公路隧道工法优化及施工力学特性研究

为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑”的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法优化。通过岩石三轴压缩试验和Hoek-Brown估算方法获得围岩力学参数,并采用数值计算的方法验证该工法的合理性,确定预应力锚索长度为10 m,预应力值为1000 kN,同时对其施工力学特性进行研究。结果表明:围岩变形主要发生在岩墙(⑤分部)开挖前,且以竖向变形为主,上台阶开挖是引起隧道拱部沉降和仰拱隆起的主要原因;在预应力锚索的作用下,隧道岩墙(⑤分部)的开挖和中隔壁的拆除对围岩变形和初期支护内力影响较小;初期支护拱脚处压应力集中,拱顶和仰拱处受到较大的拉应力;隧道围岩变形及初期支护承载力均满足公路隧道施工安全要求。

消能立柱加固单跨框架结构原理与效果分析

针对单跨框架结构提出一种消能立柱加固方案,介绍其构造形式及加固原理,并结合某5层单跨框架结构教学楼的工程算例,采用ETABS和PERFORM-3D分别对原结构及消能立柱加固结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,并对消能立柱中钢柱与剪切钢板阻尼器的刚度比、对结构的附加刚度比进行罕遇地震作用下的参数分析。结果表明:1消能立柱加固单跨框架结构的加固原理明确、可行,具有良好的加固效果;2多遇地震作用下,消能立柱加固增大了结构的抗侧刚度、冗余度及抗震防线,可有效控制原结构的层间位移角以满足规范要求;罕遇地震作用下,消能立柱可有效控制单跨框架结构的整体倒塌破坏,实现了"强柱弱梁"的设计要求;3消能立柱中的钢柱与剪切钢板阻尼器的刚度比宜取2或3;4消能立柱对结构的附加刚度比建议选取1~1.5之间。

基于VB6.0的悬链线理论单跨索道侧型图设计

单跨悬链线理论的索道侧型图对架空索道设计有着重要意义,通过索道侧型图可以判断索道架设对地面变坡是否适宜.在悬链线理论的基础上,建立单跨索道侧型图绘制的数学模型,利用VB 6.0系统软件研发单跨索道侧型图系统.以福建省邵武市二都林业采育场单跨轻型集材索道,验证单跨索道侧型图设计系统的可行性.

地铁单跨框架式高架车站结构抗震性能分析

现行规范中没有针对地铁高架车站工程提出具体的抗震要求,《城市轨道交通结构抗震设计规范》[1]目前还只是征求意见稿。但国家主管部门对市政工程的抗震能力有较高的要求,因此对地铁高架车站的抗震性能分析和研究显得十分必要。结合南京宁天城际一期工程典型高架侧式车站进行了详细的抗震性能分析和专项论证。建立了三维整体模型按振型分解反应谱法进行多遇地震作用计算及分析,并进行了静力弹塑性分析及静力排线性分析,得出了可供业界同行参考的结论。

磁悬浮车体—单跨弹性轨道耦合控制系统的动力稳定性分析

建立了描述磁悬浮车体—单跨弹性轨道系统电、磁、力耦合动力学行为的理论模型 ,即 :分段周期变系数常微分动力系统模型 ,提出了该系统的稳定性理论 ,利用动力分叉数值方法搜索出了给定系统下控制参数 G1 和G2 的动力稳定区域边界 ,并就系统控制参数 G1 和 G2 对系统稳定性特征的影响与控制规律作了进一步研究 .数值算例表明 :本文给出的理论和数值方法是可靠有效的 .

弹性支承单跨斜梁的分析研究

本文在考虑端横梁的弯曲和支座变形对斜主梁所提供的弹性抗拉支承和竖向弹性支承的基础上，建立起弹性支承单跨斜梁的分析计算模型，导出了在常见荷载作用下的反力内力公式，分析了支承刚度对斜主梁所产生的响应，且得到了一些重要的结论。

悬链线理论及其应用研究Ⅴ.单跨索道多荷重悬链线算法理论推导

从索道悬链线的标准线形出发 ,研究两端固定式单跨架空索道承载索多荷重状态下的悬链线算法 ,在计算上采用牛顿迭代法来求解满足力平衡条件和变形相容条件的非线性方程组 。

增设抗震墙加固单跨框架时刚度特征值的讨论

为了研究增设抗震墙加固既有单跨框架时需设墙体的合理数量,以单跨框架的层数及刚度特征值为参数,采用解析方法,讨论了加固前后原框架地震剪力变化.结果表明:在选取最优刚度特征值的情况下,当总层数n=4时,原框架结构第4层抗剪承载力缺口为3.4%～4.4%;当总层数n=8时,原框架结构第8层抗剪承载力缺口为11.7%～12.8%;当总层数n=12时,原框架结构第12层抗剪承载力缺口为14.4%～15.7%、第11层抗剪承载力缺口为4.3%～5.2%.由此可得,原框架顶部楼层进行加固不可避免、原框架总层数越多顶部需加固的楼层数越多且相应楼层框架抗剪承载力缺口越大、最优刚度特征值为1.0～1.2等.

利用加设钢支撑改变单跨框架结构体系的抗震加固效果研究

单跨框架结构大量存在于中小学建筑中,中小学建筑已提高到乙类设防,根据抗震鉴定标准GB50023-2009,框架结构不宜为单跨框架;乙类设防时,不应为单跨框架。单跨框架是一种抗震严重不利体系,缺乏冗余约束,易发生整体倒塌。若从构件加固层次提高建筑的抗震性能,不但造价高、施工复杂,而且效果也不明显。加设支撑是一种改变建筑结构体系的方法,本文结合工程实例,讨论了加设钢支撑后原结构性能变化以及加固过程中应该注意的问题。研究表明,利用支撑改变结构受力体系,可以明显改善结构性能,提高抗震能力。

某教学楼单跨框架结构的屈曲约束支撑加固抗震分析

某四层教学楼的钢筋混凝土框架为单跨框架结构,在不同方案比较后决定对其采用屈曲约束支撑加固。使用分析软件采用反应谱法、静力弹塑性和动力弹塑性法对加固前后的结构进行了抗震性能的计算分析。反应谱法分析可知采用支撑加固后的结构抗侧刚度增大,周期减小,层间位移减小;静力弹塑性法分析显示加固后结构中屈曲约束支撑先于梁柱构件失效,结构冗余度增加;动力弹塑性法分析显示加固后结构在罕遇地震作用下,支撑进入塑性工作状态,显示出良好的滞回性能,消耗了地震能量,结构基底剪力显著减小。

无粘结部分预应力混凝土连续梁单跨加载试验研究

针对二跨连续梁的特点 ,对两跨对称抛物线布筋的无粘结部分预应力混凝土连续梁进行了单跨集中加载试验 ,并与两跨对称集中加载的试验进行了对比 ,共计做了 4根连续梁的试验 ,研究了布筋方式和荷载形式对无粘结预应力梁受弯性能的影响。

单跨双坡工业厂房平均风压试验研究

通过一系列不同外形尺寸的单跨双坡厂房刚性模型风洞测压试验,研究不同风向角下结构表面的平均风压系数,重点讨论建筑结构外形参数和风场条件对单跨厂房主体承重结构风压系数的影响。研究发现,主体结构框架梁屋面平均风压系数受高跨比和风向角影响很大,而基本不受纵跨比和风场类型的影响。框架梁屋面的负风压随着高跨比的增大而增大,但中部和端部框架梁屋面的风压特性有很大差异;中部框架梁屋面的负风压随着风向角的增大不断增大,端部框架梁屋面的风压随着风向角的变化也很显著,但缺乏很好的规律性。主体承重结构框架柱墙面的平均风压分布较为均匀,风压系数可直接按美国金属建筑结构手册选取。根据试验数据采用阻尼最小二乘算法拟合框架梁屋面风压分布公式。经验证,公式计算出的风压系数能良好地反映分布规律,且具有较好的精度,可以为荷载规范的修订和补充提供参考。

翼墙加固单跨框架抗震性能研究

单跨框架结构是种严重抗震不利体系,缺乏冗余约束,易发生整体倒塌,在抗震设防要求提高情况下,需要进行加固。翼墙加固因布置方便、概念明确而得到广大推崇,但对其加固效果到底如何并不清楚。本文通过对一栋典型中学教学楼进行翼墙加固分析,探讨了各种翼墙尺寸及类型对加固效果的影响,提出翼墙加固时应注意的问题及建议。