台风作用下轻钢屋面自攻钉节点的静力-疲劳统一设计模型

对已受疲劳损伤的V125型屋面板自攻钉节点进行静力拉伸试验,获得该类节点在不同幅值疲劳加载作用后的剩余承载力,并分析其在受静载作用下的损伤演化过程,提出了风致疲劳作用下的承载力折减及退化系数计算方法,建立了静力-疲劳统一设计模型.根据实验结果,推导拟合了风速与风致疲劳折减系数的相关关系.根据我国沿海11个城市的台风风速概率信息,给出了适用于相应城市的V125型自攻钉节点的静力-疲劳承载力退化模型.结果表明:V125型自攻钉节点的疲劳极限为其静力极限承载力的20%;在风致疲劳作用下,中国台北的轻钢屋面自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最大,上海地区自攻钉节点的疲劳损伤折减系数最小.

抬梁式空间木结构古建筑有限元建模方法

基于空间抬梁式木结构古建筑拟静力试验结果,以榫卯缝隙、摩擦系数及屋顶存在与否为变量,构建六组有限元数值模型,探讨这些变量对模型精度的影响.研究结果表明:所建立的数值模型能够准确模拟结构在加载过程中的变形特性;结构滞回曲线为反“S”形,具有明显的“捏缩效应”,与木结构的实际耗能特征相符;在受力性能方面,燕尾榫节点之间的缝隙会降低结构的承载力;结构的承载力和刚度随摩擦系数的增大而增大;提出的两种屋顶简化方法使结构的承载力分别增加20%和60%.通过对比明确了抬梁式空间木结构数值模拟中影响其精度的关键因素,为后续木结构数值模型的建立与修正提供了重要的参考依据.

顶升式梯形钢管混凝土支架支护技术研究及应用

白芨沟煤矿0102303工作面运输巷道位于上分层采空区下方,顶板为金属网假顶,原支护受上分层采空区扰动影响,变形严重。为此设计顶升式梯形钢管混凝土支架,通过注浆顶升试验测试各型号支架顶升性能,试验结果表明:Φ194 mm×10 mm钢管注浆效果较好,接顶力达到3.93 kN,满足支架顶升和巷道假顶初撑要求。为增加钢管梁抗弯强度,在空钢管内设置抗弯圆钢,计算得支护反力为2.3 MPa,较原支护方式提高了5.4倍。同时,为解决巷道内各类支架安装困难,设计了一种举升式支架安装机,举升力可达6.8 kN。顶升式梯形钢管混凝土支架注浆30 d后,支架荷载基本区域稳定,安装半年内支架荷载最大值为0.8 MPa,现场监测顶底板移进和两帮收敛均小于50 mm,支护效果良好。

空间自由曲面表皮优化设计关键技术研究与应用

昆明空港文化广场项目屋面表皮为空间自由曲面,屋面采用三角形铝板拟合曲面,六块三角形板块交汇于一点。为实现曲面的顺滑过渡,对传统连接节点进行分析优化,采用三维多自由度可调万向铰连接系统作为连接节点,实现了线连接到点连接的转换,规避了因线连接导致的檩条扭曲带来的加工和安装困难,并对万向铰连接系统的强度及挠度采用ABAQUS有限元软件仿真分析。研究结果表明,万向铰连接系统的运用有利于提升空间自由曲面的拟合精度,安装方便,经济性好,可作为异形曲面表皮实施的辅助技术。

乌鲁木齐机场金属屋面构造缝设计

以乌鲁木齐机场的金属屋面构造缝设计为例,深入探讨了屋面变形缝、天窗变形缝、屋面隔震缝以及吊顶隔震缝的设计要点。通过对机场屋面结构特点、使用要求及环境因素的细致分析,提出了一系列具有针对性的设计方案,旨在提高机场金属屋面的防水性能、结构稳定性、材料耐久性以及抗震能力,为同类型工程提供设计参考和技术支持。

基于现代材料的装配式建筑防渗漏解决方案研究

本研究聚焦装配式建筑防渗漏问题,分析了渗漏路径、结构变形及施工工艺带来的挑战。利用现代材料,如高效防水隔热外墙保温系统、弹性防裂涂料及膜材料、全新屋面防水材料等,分别针对外墙、屋面、窗户和门窗提出创新解决方案。通过创新链接搭接技术、改进接缝处理与密封技术,并结合实际案例分析,证实了综合应用现代材料的防渗漏方案可降低渗漏风险,提升装配式建筑抗渗漏能力,为其稳定性和室内环境舒适性提供有力保障,推动装配式建筑发展。

基于定量预测模型及预警系统的沙坪煤矿顶板突水能力分析

在煤矿开采过程中,面临顶板突水机理复杂和影响因素多变的问题,各因素相互联系的不确定性加大了顶板水害防治的难度。为提高煤矿顶板突水能力(WYC)预测的准确性和可靠性,分析了煤层顶板突水的主控因素,构建了基于SAA-CNN算法的WYC定量预测模型,并预测沙坪煤矿13煤开采顶板的WYC;分别使用BP、RF、SVM、CNN和SAA-CNN模型进行训练和误差对比,选择沙坪煤矿13102工作面,采用多种物探方法与钻孔相结合的方式进行超前探测,构建煤层顶板突水危险性动态监测预警系统。结果表明,WYC预测模型的准确率为SAA-CNN>RF>CNN>SVM>BP,SAA-CNN模型的平均绝对误差为0.87 m^(3)/h,平均相对误差为3.56%。

深部开采复合顶板巷道围岩支护技术研究

为研究深部开采复合顶板巷道围岩支护技术,以火烧铺矿260303轨道巷为工程背景,分析复合顶板巷道破坏原因,提出深部开采复合顶板巷道围岩支护技术方案。结果表明:通过优化断面形式联合锚索-长短锚杆耦合支护的多级围岩支护方案,可提高巷道断面承载强度及锚杆索的联合支护作用,现场监测顶板下沉量仅为48 mm,两帮移近量稳定为34 mm,表明围岩控制效果较好,能够保证工作面安全生产。

初始缺陷角度对钢桥面纵肋顶板焊缝应力强度因子影响分析

初始缺陷在钢桥面板工厂焊接加工时难以避免,是影响钢桥面疲劳性能的重要内在因素.为研究初始缺陷角度对纵肋顶板焊缝疲劳开裂的影响,建立了包含典型初始缺陷工况条件下的有限元模型,分析得到了裂纹前缘应力强度因子.计算结果表明:竖向初始缺陷状态下的裂纹扩展能力最强;初始缺陷从竖向偏转至45°过程中,偏转角越大,张开型应力强度因子越小,滑开型和撕开型应力强度因子越大.断裂参数数值计算方法与分析结果可为相关钢桥面构造抗疲劳分析提供参考.

图书珍藏馆坡屋面工程设计与分析

针对大角度坡屋面采用钢筋桁架楼承板的情况,提出了局部采用异形H形钢主梁的解决方案,并给出了具体的结构布置。利用ANSYS、ABAQUS分别对异形H形钢梁和普通H形钢梁进行了施工阶段、使用阶段的受力分析。结果表明,在相同条件下两者的应力和变形差异较小;对异形H形钢梁进行了极限承载力计算,验证了异形H形钢梁的良好受力性能。结合项目情况,分别给出了箱形柱、普通H形钢次梁与异形H形钢主梁连接节点的构造方式,并进行了梁柱节点的受力分析,验证了节点的可靠性。结合建筑效果,给出了木构筑的节点构造形式,可为同类工程施工提供参考。

大跨度吊车梁托柱支承屋盖系统的破坏机理分析

兼做屋盖系统托柱支承的大跨度吊车梁构件,会因非同步吊车荷载作用导致横梁两端产生较大相对转角及变形差,进而增加梁端节点焊缝疲劳破坏的风险,若托柱支承节点失效,上部屋盖系统会发生连续倒塌.本文以某设置大跨度吊车梁托柱节点的厂房为例,采用SAP2000建立了厂房整体结构有限元模型,分析了上柱失效后的屋盖系统竖向变形和梁柱内力重分布情况.根据整体结构有限元模型分析结果,采用ABAQUS进一步建立了吊车梁托柱节点局部精细化模型,分析了梁托柱节点区域应力、焊缝应力及竖向位移结果,进而提出了避免结构倒塌的处理方法.分析表明:厂房破坏发生在梁托柱节点,节点破坏后,上柱下沉造成周边屋面主梁及相邻列上柱内力重分布,应力超出一般设计保留的富裕度,梁端转角及吊车往复荷载会大幅增加梁托柱节点焊缝应力及疲劳.该研究结果可为采用类似节点做法的厂房抗连续倒塌设计提供思路,并指出了吊车梁兼具其余功能时变形面临的问题.

动态扰动下顶板块体失稳冒落研究综述

巷道、采场等地下开挖空间周边围岩的次生结构面发育,岩体极易被切割成多个独立岩块,并在准静态地应力或外界动力扰动作用下发生滑动冒落.针对准静态条件下的顶板失稳冒落问题,研究的重点在于结构面的扩展分析以及块体系统的受力平衡条件分析.对于动态扰动条件下的顶板岩块滑动失稳问题,不仅涉及到应力波促进下的裂隙扩展问题,还与块体系统中应力波的传播规律和应力波影响下岩块动态受力条件有关.本文分别从静态条件下与动态扰动条件下两个方面总结了顶板岩块稳定性相关研究.目前针对静态条件下的顶板块体稳定性研究已经形成了诸多较为成熟的理论体系;而对于动态扰动条件下的块体稳定性的研究主要还是集中于块体系统内部应力波传播过程的分析,忽略了对顶板岩体受扰过程中裂隙扩展和应力失衡的分析.因此,针对顶板岩块动态失稳问题的研究尚不能揭示冒落机理,而该研究的难点在于“揭示动态扰动诱发块体失稳的本质机理”.最后,介绍了课题组针对动态扰动下顶板块体滑动失稳问题开展的一系列实验与数值模拟研究,揭示了不同方向动态扰动作用诱发顶板块体滑动失稳的机理,为地下矿山冒顶灾害的防控提供一定的理论参考.

青浦题学平和学校综合馆结构设计

青浦题学平和学校综合馆由游泳馆和篮球馆组成,下部两层采用钢框架结构,上部屋盖采用格构柱-空间管桁架屋盖体系。对屋盖抗侧力体系及截面选取、格构柱与下部结构连接方式等关键技术进行研究。采用SAP2000软件分别建立屋盖单体模型和结构整体模型,并对两种模型在水平和竖向荷载作用下屋盖的内力和变形进行分析比较;同时针对本项目的受力特点,对屋盖整体稳定及关键节点应力等进行多方面的分析。分析结果表明:关键构件应力比不应大于0.85,屋盖其他构件应力比不大于0.90,屋盖在竖向荷载下挠度及风荷载、地震作用下的位移均满足规范要求,屋盖结构体系安全可行,节点连接可靠,现行的设计能够满足设计目标。

遗留煤柱下回撤通道高低位顶板联合失稳机理及控制技术

针对末采期工作面采出上覆遗留煤柱,近距离回撤通道高低位厚硬顶板易发生联合失稳而导致巷道强变形、设备难以安全回撤等的难题;建立了遗留煤柱高、低位坚硬顶板结构“联合失稳”力学模型;分析了遗留煤柱下开采时支架载荷变化情况,阐述了末采期遗留煤柱下高低位顶板发生联合失稳的风险来源;基于遗留煤柱顶板支承压力峰值分布区域与水力压裂裂缝扩展规律,结合低位基本顶断裂位置对回撤通道矿压显现影响,综合提出了“高位定向孔区域水力压裂+低位直孔局部水力压裂”的围岩结构优化控制技术,并在霍洛湾矿31107工作面进行试验。现场应用表明,提出的围岩优化控制技术可有效控制末采期高应力集中强动载,实现了回撤通道围岩稳定、设备安全回撤的目标。

综采工作面破碎顶板支护技术应用

基于202工作面受地质构造、回采工艺及支护技术等影响,工作面回采过程中出现端面破碎现象,造成端面顶板稳定性差,很容易出现大面积冒顶事故,威胁着工作面安全回采的问题,韩家洼煤矿通过技术研究,决定对202工作面破碎顶板采取“注浆+超前撞楔支护”联合支护技术。通过实际应用效果来看,采取联合支护技术后,提高了端面顶板稳定性,取得了显著应用成效。

典型储罐罐顶网壳结构力学性能分析研究

为分析某20000 m^(3)内浮顶储罐固定顶钢制单层球面网壳结构的失效原因,对失效结构材料进行化学成分和力学性能分析,结果显示,毂节点杆端铸件含硫量、试验样件断后伸长率和断后收缩率均不符合相关标准要求。利用通用有限元分析软件,对该罐顶网壳分别进行设计工况和失效工况下的强度、刚度和稳定性分析,分析结果表明,部分杆件长细比超过设计规范要求,失效工况下杆端构件实际应力值超过材料抗拉强度设计值,结构发生强度破坏。

既有幕墙屋面接缝用硅酮密封胶老化性能调研分析

基于对既有幕墙中硅酮密封胶性能的跟踪调研结果,对其老化性能进行了分析。结果表明,相对立面接缝的密封胶,屋面接缝的密封胶承受阳光照射的时间更长、受到光老化和热老化影响更大,老化程度更严重;但是,通过选用优质的硅酮密封胶,同时配合正确设计、施工和维护,可以保证屋面接缝在长期老化后仍然能满足应用需求。

大埋深综采煤层沿空留巷变形联合控制技术

为了解决大埋深综采煤层沿空留巷围岩变形问题,以梧桐庄煤矿182605工作面为工程背景,通过现场调研、理论分析与方案设计,提出了“巷道超前补强加固支护+切顶卸压爆破技术+高水材料沿空留巷巷旁支护”联合控制技术体系,并结合现场实测数据验证了该方案的可行性。工程实践表明:联合控制支护体系实施后,对巷道围岩的变形起到了有效控制作用,截止距离工作面开切眼293 m时,两帮移近量和顶底板移近量呈现先上升后逐渐减小,最终趋于平稳;受损单体液压点柱仅占比4.1%;该技术已成功实施沿空留巷640 m,巷道变形控制在允许变形范围内,整体留巷效果较好。

综采工作面端面破碎顶板联合支护技术应用

以阜生煤矿1208工作面为工程实例,从地质构造、煤层赋存、回采工艺等几方面着重分析了工作面端面顶板破碎、冒漏机理,根据实际回采现状,拟定采用“注浆+超前管棚+梯形梁棚”联合支护技术。采用该支护技术后,有效控制了工作面顶板破碎、垮落现象,应用取得了显著成效。

破碎顶板大断面巷道联合支护技术应用研究

为解决破碎顶板大断面巷道施工中的围岩变形问题,结合某煤矿井田破碎顶板大断面巷道实际情况,在介绍原巷道支护方式、围岩变形破坏特征及产生原因的基础上,提出优化联合支护技术,以期为相关人员提供参考。