焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点静力性能研究

提出了一种新型焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点(新型螺栓节点),该节点适用于全装配大跨度弦支穹顶结构体系上部网壳连接。该节点的弦杆采用热轧H型钢,方便栓接、施工便捷、制造能耗低,可以实现部品部件到体系的标准化。为了研究新型螺栓节点的静力性能,对该节点进行了轴压、轴拉、纯弯和压弯荷载工况下的有限元分析,研究了该节点在不同荷载工况下的破坏模式、承载力、刚度、延性等力学性能指标,对比分析了新型螺栓节点与焊接空心球连接H型钢焊接节点(焊接节点)的破坏模式和静力性能。研究表明,在轴压和压弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲和屈服,在轴拉荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆全截面屈服,在纯弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲。新型螺栓节点可以实现塑性铰远离焊缝和拼接区,符合“强连接,弱杆件”的设计要求。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥桥塔设计

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为双主跨1 120 m的三塔钢桁梁斜拉桥,桥梁跨度大、受力复杂,桥塔设计要求高。桥塔设计过程中对边中塔比例、结构形式、结构尺寸等进行比选分析,基于提高结构整体刚度、优化中塔受力和控制中塔基础工程规模的考虑,最终确定采用中塔塔顶高程高于边塔,边塔、中塔均为钢-混组合结构的方案。边塔塔高308 m和306 m,采用平面A形塔;中塔塔高345 m,采用空间A形塔。桥塔分为上塔柱、中塔柱、下塔柱3个区段。上塔柱为钢结构,采用钢锚箱式索塔锚固结构。中、上塔柱交界处设钢-混结合段,结合段外壁板布置PBL剪力键和剪力钉,结合段内设有一圈锚杆,钢塔柱竖向压应力通过结合段的承压板和剪力连接件传递至混凝土塔柱,拉应力通过锚杆传递至混凝土塔柱。中、下塔柱为混凝土结构,五边形截面。中、下塔柱交界位置设置横梁,边塔布置1道下横梁,中塔布置2道下横梁,中塔2道下横梁之间通过3道系梁连接。横梁均为预应力混凝土结构,系梁为钢筋混凝土结构。经计算,桥塔受力满足设计要求,桥塔各构件受力明确、安全合理。

空间整形飞秒激光高效制备纳米光栅

针对常规物镜聚焦飞秒激光光斑较小,难以单次直写加工成型大面积纳米光栅结构的问题,提出了利用空间狭缝整形的飞秒激光脉冲直写方法。通过开展单晶硅表面纳米光栅结构对加工系统的参数依赖关系研究,获得入射整形飞秒激光能量密度8.00μJ/cm^(2)、扫描速度9 mm/s、狭缝宽度0.40 mm的优化条件。采用SEM、AFM等手段对光栅进行微观表征,结果表明,单次扫描所制备的纳米光栅结构具有极高的宽度(41.20μm),说明提出的方法可以显著提升一次成型大面积纳米光栅结构的制备效率。

考虑空间效应的大型异形基坑开挖变形分析

城市紧张的用地环境及复杂的主体结构需求,导致异形基坑越来越常见。目前国内基坑规范推荐的分析方法均不能满足形状对基坑变形的影响。本文以北京某超大异形基坑为依托,建立异形基坑Midas-GTS仿真计算模型,并结合现场实测变形数据,对异形基坑的坑外地表沉降及围护结构变形特征展开研究。结果表明,受基坑形状特征影响,地表沉降及支护结构变形均存在明显的空间效应:地表不均匀沉降现象显著,基坑长边附近沉降大于短边,沉降量随着离坑角距离的增加而显著增大;围护墙长边中间区域变形较大,短边中部次之,结构角点处变形最小。因此,在进行基坑设计支护时,应充分考虑基坑变形的空间效应,节约工程成本,提高基坑整体稳定性。

基于空间句法的罗城古镇街巷空间结构解读

本文基于空间句法理论,完善罗城古镇街巷空间的量化研究。选取关键性指标,对古镇的街巷空间结构进行解读。结果显示:1.船型街是罗城古镇的线状空间组构核心,以船型街为代表的主街空间活力高,街道功能属性多元,反映其场所记忆;2.历史文化节点多围绕船型街进行布置,反映了古镇历史、经济、文化活动的状况;3.罗城古镇的空间组织和生长逻辑受商业活动的影响重大,二者相互促进,形成如今的空间格局。最后,文章提出了保持风貌、再现场景的旅游开发策略。

蚕茧形大跨度煤棚钢结构施工技术

华润某电厂为双条形空间网架结构,结合现场施工条件及工期限制,经多种网架拼装方案的对比,择优采用“对称分块拼装高空散装”的施工工艺。考虑到双条形平行网架对风荷载比较敏感,采用有限元软件Fluent分析了不同风向角下煤棚结构表面的风荷载体型系数。经CFD分析得到:半球与弧线屋盖交界处附近体型系数约为–0.6,通风天窗顶部体型系数取–1.5。考虑到蚕茧形网架结构施工复杂,采用3D3S软件对空间网架的拼装过程进行杆件内力验算,计算结果显示,结构应力及位移均在设计值范围内,构件杆件的超应力杆数和超长细比杆数均为零,具有富足的施工安全储备。

科特迪瓦阿拉萨内·瓦塔拉大桥总体设计

科特迪瓦阿拉萨内·瓦塔拉大桥采用(24+38+53+65+65+65+200+60+60)m九孔一联的地锚式独塔斜拉桥与连续梁桥组合体系,采用法国标准建设。大桥除C9桥台采用背索锚碇与主梁固结外,其它墩(台)均设置纵向滑动支座;主梁采用单箱三室钢-混组合梁,按超长联长设计,采用支架滑移施工,通过调整斜拉索索力、预制桥面板安装顺序和湿接缝施工顺序,减小主梁内力,确保主梁线形顺畅;因桥梁景观的需要,采用空间异形人字形桥塔,塔高108 m,采用柔性承台设计;C9桥台(锚碇)采用重力式地锚结构。施工图设计阶段,开展系列设计关键技术研究,在保证桥梁景观效果的同时,确保结构的稳定性和安全性。

常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明:方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7~S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4~S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明:结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。

空间索面地锚式悬索桥结构行为研究

为研究空间索面地锚式悬索桥结构行为,以主跨610 m的空间索面地锚式悬索桥——重庆市郊铁路跳磴至江津线跨江轨道专用桥为背景,采用SNAS软件建立大桥有限元模型,分析主缆横向矢跨比、主缆弯扭刚度对结构受力特性的影响以及施工期间空间索面线形变化规律。结果表明:随主缆横向矢跨比增大,结构竖向刚度基本不变,横向刚度提高;主缆弯扭刚度仅对成桥状态近塔处主缆局部线形及少数吊索索力有所影响,对结构整体受力基本无影响;施工期间以空缆状态为基准进行索夹定位和横向预偏角放样时需考虑主缆转动角的影响,而以主缆横向对拉后状态为基准则可不考虑;采用5对拉杆张拉主缆进行横向定位可有效控制主缆横向位置及吊索横向倾角接近成桥状态。

聊城跨徒骇河莲花型单塔大跨斜拉桥结构设计

聊城兴华路跨徒骇河桥采用100 m+100 m独塔钢箱梁斜拉桥,该桥主塔整体造型采用莲花状结构,由2个主塔柱和1个副塔柱组成,主、副塔柱之间采用空间索面拉索相连,桥塔中轴线为椭圆,主塔和副塔分别高52.211 m、47.65 m,主、副塔柱轴线夹角30°;主梁采用钢箱梁,双箱单室截面,梁宽40 m,中线处梁高3 m;斜拉索为扇形布置的空间双索面,采用标准强度1770 MPa的平行钢丝斜拉索,全桥共72根斜拉索,斜拉索梁端锚固采用钢锚箱,钢锚箱焊接在主梁钢箱梁边箱室外侧;塔座、承台及桩基础采用混凝土结构,大桥共设置34根φ1.8 m的钻孔灌注桩,桩长70 m。莲花造型独塔斜拉桥的造型优美,创意独特,在满足结构各项受力性能要求的同时,很好地体现了聊城莲湖水利风景区的特色文化,使景区成为建筑艺术和谐交融的典范。

近红外多普勒差分干涉仪稳定性结构研究

针对现有结构无法满足大尺寸差分干涉仪稳定性固定,以星载近红外差分干涉仪稳定性结构为研究目标,优化选择光学材料实现实体差分干涉仪的热补偿,提高了光学元件温度稳定性;以支撑结构的最大结构应力和光机粘接面处最大剪切应力小于许用应力为优化目标,建立数学模型,优化设计支撑结构参数,调节组件基频,提高了组件的力学稳定性。有限元分析支撑结构最大应力65.56 MPa,小于材料的抗拉强度,光机粘接面最大剪切应力3.4 MPa;环境温度变化5℃,分光棱镜面形RMS最大变化量1.671 nm,热应力带来的干涉图畸变可忽略。力学振动试验前后,光学测试干涉条纹频率(50个条纹数)未发生变化,差分干涉仪结构满足星载力学环境条件。该方法也适用于棱镜式干涉仪稳定性支撑结构。

大跨度Y形中柱封闭料场空间结构设计与施工

以某铸管综合料场封闭工程为例,介绍了采用Y形中柱的总跨度达到330 m的双跨空间结构设计与施工特点。通过对国内大跨度封闭料场常用结构体系和施工方法进行总结与概括;以综合料场为研究对象,从结构选型与优化角度论述了采用Y形中柱空间结构体系的特点,接着对适应此体系结构特点的施工方法进行比选,确定采用带Y形中柱滑移施工方法。工程整体建设过程可供同类型料场封闭工程借鉴。

传统村落“胞-链-形”结构的GIS识别与提取

以衡阳市中田村为研究区,应用“胞-链-形”方法,结合环境特征,从景观基因胞、景观基因链、景观基因形3个不同层次,数字化识别提取了中田村的空间结构,分析了中田村内部各组成部分的空间结构特征和空间关系,总结了中田村空间结构的形态特征。结果表明:①“胞-链-形”分析方法对于中田村空间结构的识别提取具有一定的适用性;②识别提取的“胞”有民居、祠堂、月光塘、广场、山体等,“链”主要是道路和巷道,“形”是中田村的整体结构形态;③中田村的空间结构形态是典型的组团式空间结构形态。该研究成果有利于深化对传统村落空间结构的认识,为传统村落空间结构的识别提取提供一定的科学依据。

跨不同空间的异形曲面玻璃天幕的设计与施工技术

结合工程实际,对跨不同空间的异形曲面玻璃天幕的设计与施工技术进行了研究。从设计思路、施工工艺流程、关键技术等方面,全面总结了相关经验,以期为类似工程提供参考。

语义网络视角下唐长安城佛寺空间形制特点

唐代长安城佛寺在我国佛教寺院建设过程中处在突出地位,目前对于其内部空间的了解并非十分清晰。在语义网络的视角下,试图探究唐长安城佛寺空间的基本形制特点。从260首相关古诗中挖掘提取出32种物态要素,以各要素之间的共词关系探讨其语义关系,并将结果对应于空间网络中。运用社会网络分析法计算相关数据指标,分别从整体、局部、个体三方面得出唐长安城佛寺空间形制特点。基于以上研究结果,为未来设计实践提出相应建议,结果证明了社会网络分析方法可以验证并补充历史建筑空间形制特点,有利于提升建筑内部空间研究的科学性。同时,通过探究唐长安城佛寺空间中各个体要素之间的关系,从而在唐长安城佛寺空间尺度特点、使用者空间体验等研究领域有所扩展,对唐长安城佛寺空间的研究产生积极影响。

异形景观小品的结构设计探析

景观小品是园林景观设计中的重要元素,异形景观小品因其独特且富有变化的外形可以极大提升项目的设计品质,丰富人们的审美需求。异形景观小品相比于常规的建筑设计,其难点在于设计过程难以直接使用常规的设计软件进行结构分析和绘制,而在使用三维空间有限元软件分析时,小品从方案构思到施工图绘制均存在各阶段衔接和格式转换的问题。以合肥园博园项目中的月季谷廊架小品设计为例,使用犀牛软件进行方案创作,然后借用autocad和lisp插件对犀牛模型过渡处理,最后使用SAP2000进行结构分析等过程,总结了异形景观小品空间结构在建模、结构分析和施工图绘制中的处理方法,可以作为类似空间结构问题处理时的设计参考。

双层异形曲面预应力混凝土壳体结构的施工质量控制

结合工程实际,对双层异形曲面预应力混凝土壳体结构的施工技术和质量控制方法进行了研究。在剖析结构传力路径的同时,分析了整体结构和构件的施工重难点,针对性地改进了结构的施工工艺流程及施工控制要点,并对预应力技术在结构布置中的应用及施工质量控制要点进行了总结,以期为类似项目提供参考。

树形柱在某工程中的应用与分析

通过建立树形柱与屋面整体的空间模型,对几何形状为弧形的树形分枝,用SAP2000进行屈曲分析,对不同部位的加载,得出的计算长度系数,分析得出理想结果。树形柱与屋面形成整体空间结构,分析内力进行设计,总结此类树形分枝的设计特点。对于异形截面框架柱,通过其截面特性,配合规范中的公式,对截面的承载力及稳定性进行设计复核,运用软件生成柱P–M–M曲面,对异形截面柱进行中震弹性承载力复核。柱与分枝连接节点处为刚接,通过采取构造手段,避免分枝构件与柱截面相贯焊接,从而避免节点处处于复杂应力状态。同时,总结了施工过程中的控制重点。

大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法

数值风洞方法可为复杂形体结构的风压分布确定和结构风振系数选取等提供非试验性的依据。基于计算流体动力学理论,以空间结构为对象,研究数值风洞技术。数值模拟了不同空间结构形体表面及其周围的风场,计算了结构风载体型系数,并与风洞模型实验成果比较,验证数值风洞计算结果的正确性。研究了因其他结构物存在引起的结构风场和结构体型系数变化,探讨了用数值风洞模拟技术鉴别风洞模型试验可能存在的误差及其原因。基于结构表面等压线划分结构受风区域,并以面积加权平均计算得到区域体型系数。还分析了结构多风向角下的结构风载体型系数。

剪纸图案的构造模式分析和数字化建模

为了更好地对剪纸图案进行编辑、重用和个性化设计,提出一种剪纸图案的构造模式分析和数字化建模方法.首先对剪纸图像进行矢量化,获得各个独立形状的剪纸图案;然后采用改进的形状上下文方法对它们进行相似性聚类;最后检测和识别相似图案的空间分布模式,将输入剪纸图像转化为一个由元素层、相似层、纹样层、根结点组成的树状层次结构.文中提出的建模方法凸显了剪纸图案重复有序和模式化的构造特点,能够支持快速的几何连通性判断.实验结果表明,该方法能够大大降低个性化剪纸设计的难度,提高剪纸图案的编辑效率.