钢板铰与钢板带和套管集成加固网架结构方法研究

针对网架结构传统加固方法中存在的施工风险大、工期长及经济指标高的缺陷,提出了一种钢板铰与钢板带和变长套管集成加固方法,该集成加固方法有效解决了网架结构拉杆、节点承载力不足及压杆稳定性不足的问题,形成了一套网架结构加固的新型成套技术,并采用该集成加固方法完成某展览馆网架结构加固工程。加固工程实践表明:该集成加固方法避免了传统网架结构加固中的焊接作业,消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏,缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。

某大跨度双塔连体高层结构抗震优化设计

某高层大跨度双塔连体建筑,由两栋塔楼和一个连廊组成。由于连廊跨度达到53 m,如果连廊与塔楼之间采用常规刚性连接方案,静载作用下连廊会有一个较大的剪力传递给塔楼,使塔楼在竖向静载作用下就产生较大的剪力,导致原设计中塔楼内墙体多、墙厚大,抗侧刚度过大,结构基本周期小于场地特征周期,抗震性能不理想。为此,对原设计进行优化,采用控制施工过程中连廊支承方式的方法来解决分配给塔楼的作用过大的问题,即在施工阶段将连廊钢结构两端支座处理成滑动支座,待主体结构施工完成后再将连廊钢结构支座处理成刚接支座,从而减少静载作用下分配给塔楼的内力。在此基础上,优化左右塔楼的墙体布置,并按施工过程进行模拟分析,得出结构的内力分布规律。方案调整前后对比分析表明,采用控制钢桁架支座连接形式的方法有效地改善了结构的受力状态,在提高了结构安全性的前提下降低结构成本,相关设计思路可为大跨度连体结构设计和施工提供参考。

某剧场平板网架屋盖鉴定与修复

某剧场屋盖网架工程始建于1987年,已经使用近30年,屋盖为空间正放四角锥网架结构,采用螺栓球节点。在改建过程中,因由使用功能升级及设备改造,原网架结构不能满足安全性及耐久性要求,需对其进行检测、鉴定及加固。依据钢结构加固原理,针对节点及杆件的不同受力特征,采用了新型加固方法,对于螺栓球节点采用附加扁钢节点板方式进行加固,对于支座节点采用增设加劲肋解决其稳定问题,针对受压稳定性不满足要求的杆件及受拉承载力不满足要求的杆件分别提出了"外包接触式套管加固"及"贴焊套管加固"两种不同加固方案,提高了杆件的抗拉及受压屈曲承载力,解决了杆件安全性问题,也减少了网架结构加固中的焊接作业,从而有效消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏,并大大缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。

某剧场平板网架屋盖鉴定与修复

某剧场设计于1987年,竣工于1991年,屋盖为正放四角锥螺栓球平板网架。在改建过程中,因为使用功能升级及设备改造,对其进行检测、鉴定及加固,鉴定结果表明,屋盖网架结构不能满足安全性及耐久性要求。针对节点及杆件的不同受力特征,采用了新型综合加固方案:对于螺栓球节点采用附加扁钢节点板方式解决承载力不足问题,对于支座采用增设加劲肋解决其稳定性不足问题,采用贴焊钢管方法加固承载力不满足要求的杆件,采用外包套管方法加固受压稳定性不满足要求的杆件。外包套管加固方法减少了网架结构加固中的焊接作业,消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏。采用综合加固方案大大缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。

框支短肢剪力墙-异形柱结构罕遇地震作用下非线性地震反应分析

对某框支短肢剪力墙-异形柱框架结构进行了非线性时程分析,介绍了弹塑性地震反应分析中采用的空间整体动力模型、纤维梁元模型、墙元模型及动力微分方程的积分方法。通过分析得到该结构层间位移角包络图和塑性铰分布情况等反映结构性能的指标,分析结果表明:该结构在设防烈度为6度的地区是可行的。

钢筋混凝土剪力墙非线性分析二维材料模型研究

本文建立了一种用于钢筋混凝土剪力墙非线性分析的二维混凝土及钢筋本构模型。该模型对混凝土受压、受拉力学行为分别描述,可以对反复荷载作用下钢筋混凝土剪力墙承载力及变形进行较准确分析。为验证模型适用性,计算单片剪力墙在反复荷载作用下非线性力学行为,结果表明:计算结果反映了剪力墙的滞回特性,初步验证了本文模型的正确性和有效性。

基于面向对象及数据库的预应力砼叠合楼盖CAD系统开发

用ObjectARX 3.0、V isual C++6.0为开发工具,以AutoCAD为图形平台开发了预应力混凝土叠合楼盖CAD系统.介绍了系统的开发背景、开发环境、总体结构,论述了系统开发中用户界面技术、用户对象的模型分析及实现、施工图的自动生成等关键问题.

基于ObjectARX的混凝土叠合楼盖CAD系统开发

以 Object ARX 3.0、Visual C++6 .0为开发环境 ,开发了以 Auto CAD为图形平台的预应力混凝土叠合楼盖 CAD系统。介绍了系统的开发背景、开发环境、总体结构及系统开发中的若干关键问题。着重论述了用户对象的模型分析及实现 。

高层建筑开洞剪力墙分析中板单元性能的比较

在高层建筑开洞剪力墙有限元分析中软件用户面临不同板单元模型的选取问题。首先讨论了板单元在计算板结构扭转问题时存在的困难;继而对SAP2000采用的薄板/厚板单元DKE/DSE、SATWE采用的厚薄通用广义协调板单元TMQ在板扭转问题中的性能进行了计算比较;最后利用这些模型分析了高层建筑开洞剪力墙问题。数值算例的结果表明,板单元对扭转问题的分析能力对开洞剪力墙的内力计算精度影响显著;而SATWE采用的厚薄通用广义协调板单元TMQ在模拟中具有明显的优越性。

BIM技术在结构设计软件中的应用

勘察设计行业在建设领域中率先应用计算机技术,成为我国信息化建设起步早、发展快、效益高的行业。PKPM系列软件是我国使用最广泛的建筑软件,它集结构计算与施工图绘制于一体,方便快捷,提高了工作效率,节省了成本。但在目前不同软件的信息交换与共享主要是由人工完成的,解决信息交换与共享问题的出路在于标准。有了统一的标准,也就有了系统之间交流的共同语言,数据自然在不同系统之间流转起来。正是为了这个目的,才有了IAI组织及其研究的IFC标准。本文根据PKPM工程部开发经验,主要介绍如何建立PKPM到IFC标准接口以及遇到的问题,供相关研究人员参考。

国产碳纤维布加固钢筋混凝土方柱受力试验

通过对采用国产碳纤维布包裹加固的钢筋混凝土轴心受压方柱进行试验研究,分析了方柱受力变形特点及影响加固效果的多种因素.结果表明:碳纤维布包裹加固钢筋混凝土方柱,能有效提高其轴心抗压极限承载力,大大改善其延性.承载力的提高与碳纤维布条的幅宽、净间距等因素有关,试验测得在不同的条件下,承载力的提高幅度为19%～37%.国产碳纤维布性能优良,加固效果良好,与利用进口材料加固相比,成本较低,可以减少工程造价,获得更好的经济效益.

PKPM上部结构设计软件V2.1版改进要点简介

PKPM2010新规范版本设计软件V2.1版已正式发布。大量的测试和试用表明,V2.1版上部结构软件的分析能力、效率都有非常大的提升,更贴近设计需求,软件的界面与操作更加友好。本文简介了V2.1版上部结构软件的技术提升和新增功能,供设计人员参考。

无梁楼盖受冲切承载力中美欧规范对比

近年来,无梁楼盖地库坍塌事故时有发生,有学者认为事故与无梁楼盖受冲切承载力安全储备不足有关。为此,本文选取中国规范(GB50010-2010)、美国规范(ACI318-2019)、欧洲规范(EN1992-2004)、FIB模式规范(MC-2010)中受冲切承载力计算方法进行归纳和对比分析。在此基础上分析混凝土强度指标、冲切破坏截面特征参数、纵筋强度及配筋率、冲跨比等参数对受冲切承载力设计值的影响。结果表明,按中、美国规范设计的无梁楼盖由于考虑因素不够全面,对于低配筋率无梁楼盖受冲切承载力安全储备远小于欧洲规范和FIB模式规范,建议我国规范进行修订完善。

大空间预应力结构在宋家庄站后区间的应用

提出三种无柱大空间预应力区间结构方案,并选取预应力密排框架箱形结构方案。针对该方案,通过完成内张拉预应力技术研究、有限元计算分析与优化、结构构件设计计算和验算、新方案和普通方案构件承载力设计值与荷载效应组合设计值的对比等,得出宋家庄站—肖村桥站明挖区间隧道无柱大空间预应力结构设计安全可靠,可满足地铁明挖区间无柱大空间区间隧道要求的结论,并为地铁明挖无柱大空间车站结构设计提供借鉴。

套管加固法加固轴压钢管柱力学性能研究

套管加固法加固轴压钢管柱是一种能有效抑制轴压钢管柱屈曲失稳的加固方法,具有理论清晰、构造简单、安全可靠、技术合理、经济适用等显著优点。本文基于ABAQUS软件模拟分析内杆长细比及套管内杆长度比对杆件在轴向压力作用下的破坏机理及极限承载力的影响,选取4种不同套管内杆长度比和6组内杆长细比不同的杆件进行有限元模拟分析,得出套管内杆长度比及内杆长细比对杆件轴压极限承载力的影响规律,为套管加固法在工程中的应用提供一定的设计依据。

预应力混凝土框架结构的实用设计方法

提出预应力混凝土框架结构实用设计方法 ,该方法首先将结构的综合弯矩、次弯矩表达成梁柱预应力筋面积的函数 ,然后通过裂缝控制计算确定梁柱预应力筋面积 ,通过正截面承载力计算确定梁柱非预应力筋面积。进而得出预应力筋和框架截面弯矩的函数关系 。

用于网架结构加固的索撑、套管集成加固法及工程应用

某游泳馆设计于1993年,竣工于1996年,屋盖为正放四角锥螺栓球平板网架。在改建过程中,因有使用功能升级及设备改造,对其进行检测、鉴定及加固,鉴定结果表明,屋盖网架结构不能满足安全性及耐久性要求。针对节点及杆件的不同受力特征,采用了不同的加固方法:采用增设加劲肋解决平板支座承载力不足问题,采用新型预应力高钒索、钢支撑及套管集成加固法解决杆件、节点承载力不足及杆件稳定性不足的问题。预应力高钒索、支撑及套管集成加固方法形成了网架结构加固的成套技术体系,避免了网架结构加固中的焊接作业,消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏,大大缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。

低造价天然橡胶垫隔震层抗震设计研究

建筑隔震的概念是清晰的,通过建筑的隔震层使上部结构的自振周期延长,减少结构的水平地震作用。目前国内外对城市建筑所采用的隔震装置基本都是由天然橡胶隔震垫构成的隔震层,大都采用直径400mm、500mm及以上的天然橡胶隔震垫。由于大直径的天然橡胶隔震垫造价高,多用在办公、医院等公共建筑中。而对于体量小、层数少的村镇建筑则显得造价过高,不适用。近些年高校和科研单位针对村镇房屋体量小、造价低的特点,提出了多种隔震措施,但满足造价低、有效、简单易行的实用隔震措施却很少见到。本文对现有的村镇房屋隔震措施作了简单归纳和总结,指出其隔震存在的问题和不足,并提出一种造价低、有效、简单易行的实用隔震措施。

钢筋混凝土剪力墙非线性分析单元模型

该文基于龙驭球院士研究组创建的带旋转自由度膜元和厚薄通用板单元构造理论,结合修正压场混凝土双轴本构模型,建立了一种新型钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析整体式壳元模型。在整体式壳元模型中,采用钢筋混凝土膜元模拟剪力墙墙板的面内刚度,采用厚薄通用板单元模拟剪力墙墙板的面外刚度,采用纤维梁元模拟剪力墙中的边缘构件。为了验证该模型,将该模型的数值分析结果和钢筋混凝土剪力墙试件的试验结果进行对比。结果表明:整体式壳元模型能够对弯、剪、压共同作用下的钢筋混凝土剪力墙的极限承载力及非线性弯曲、剪切耦合变形进行较为准确的预测。该壳元模型自由度少、单元计算精度高、收敛速度快且总计算量小,适合作为高层建筑结构在地震作用下非线性动力响应分析的钢筋混凝土剪力墙单元模型。

基于纤维梁元模型的钢筋混凝土框架结构弹塑性时程分析

弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋的本构模型的计算精度和适用性对基于材料模型的整体结构弹塑性时程分析结果的可靠性有着重要影响。但是由于混凝土材料的复杂性,目前还没有统一的本构模型可用于分析复杂应力条件下混凝土的非线性力学行为。建立了一个实用的混凝土和钢筋单轴滞回本构模型,编制了相应程序并利用用户材料子程序接口接入到ABAQUS软件中,基于纤维梁元模型,采用显式时间积分方法,对一个12层钢筋混凝土框架模型结构振动台试验进行了弹塑性时程分析。计算分析与试验数据的比较表明该模型具有较高的计算精度、效率及较好的适用性,适合作为纤维梁元模型中的混凝土、钢筋材料模型用于建筑结构的弹塑性时程分析当中。