Determination of Wind Pressure Coefficients for Arc-Shaped Canopy Roof with Numerical Wind Tunnel Method

In this paper,the wind load on an arc-shaped canopy roof was studied with numerical wind tunnel method(NWTM) .Three-dimensional models were set up for the canopy roof with opened or closed skylights.The air flow around the roof under wind action from three directions was analysed respectively.Wind pressure coefficients on the canopy roof were determined by NWTM.The results of NWTM agreed well with those of wind tunnel test for the roof with opened skylights,which verified the applicability and rationality of NWTM.The effect of the closure of skylights was then investigated with NWTM.It was concluded that the closure of the skylights may increase the wind suction on the top surface of the roof greatly and should be considered in the structure design of the canopy roof.

贝壳形屋盖风压系数密度峰值聚类分区研究

鉴于贝壳形屋盖表面风压分布的特殊性,提出基于快速搜索技术的密度峰值聚类风压系数分区方法。以某贝壳形屋盖表面风压分布试验结果为基础,进行密度峰值聚类风压系数分区,采用SD有效性指标验证分区数的合理性,并与改进k-means聚类分区结果进行对比。结果表明:密度峰值聚类风压系数分区以风压系数相对距离、局部密度和综合指数为特征参数,能较好反映屋面风压分布特性,有效保证类聚合性和类类分离性;相较于改进k-means分区法,不同风向角下密度峰值聚类得到的分区数与SD最优聚类数接近;密度峰值聚类分区结果能更准确反映贝壳形屋盖表面风压分布特性,充分体现测点风压系数局部密度和相对距离特征值较大的基本原则,对于贝壳形屋盖的风压系数分区具有更好的适用性;贝壳形屋盖密度峰值聚类分区最大负风压系数在-0.59~-1.74之间。

金属屋面系统新型T形连接件抗风性能分析

金属屋面系统对风荷载格外敏感,各屋面构件通过连接件固定,当风荷载较大时容易造成连接失效破坏.根据金属屋面与连接件在风荷载作用下的受力情况及破坏模式,提出一种可自由转动的扣嵌式新型连接件,由连接件的转动来抵消屋面变形及缓解温度应力,使整个屋面系统灵活可变,从而提高整个屋面板的抗风揭性能.通过ANSYS软件建立有限元模型,对新型连接件进行数值模拟分析,获得新型T形连接件的抗风承载力及抗风失效模式,并与原T形连接件进行对比分析,验证新型T形连接件对提高金属屋面系统抗风揭能力的有效性及合理性.

贵州新田矿区顶板L型水平井煤层气抽采技术

针对碎软煤层瓦斯灾害频发、瓦斯抽采困难、顺煤层水平井钻进困难的问题,在借鉴“虚拟储层”思路和页岩气开发技术的基础上,以新田矿区9号煤层为对象,研究分析了煤层顶板L型水平井分段压裂抽采技术。通过目标区及目标层位优选、井身结构优化、井眼轨迹精准控制技术、多簇定向射孔分段压裂精确优化工艺技术及排采作业精细控制技术,形成了煤层顶板L型水平井煤层气高效抽采技术体系。结合工程实践,顶板L型水平井在新田矿区取得了产能突破,最高日产气量达到了5334 m^(3)/d,并获得了长期稳产高产的试验结果。顶板L型水平井分段压裂高效抽采技术的成功应用,为具有类似地质条件的高突矿井煤层气抽采及煤矿区瓦斯治理提供了技术方向引领。

异型开敞屋盖风荷载与风场特性数值模拟研究

以某医院的异型开敞屋盖为研究对象,分析了其周围的流场分布及平均风荷载的分布情况。采用Realizable k-ε湍流模型,根据屋盖的主要特征建立了相应的简化模型,并进行了模拟分析。结果表明,异型开敞屋盖与主体建筑之间存在特殊的位置关系,导致屋盖与后方建筑之间极易形成漩涡。当屋盖正面直接面对风向时,气流会受到堵塞效应的影响,使得屋盖迎风面的风荷载相对较小,此时体型系数约为0.1。当屋盖侧面朝向风向时,气流相对畅通,屋盖表面主要受到风吸力的作用。研究结果可为建筑方案的早期设计提供参考。

Z形工作面切顶留巷端头液压支架的研制

针对董东煤矿TC10工作面Z形条带开采工作面切顶留巷,研发了一种具有端头支护、巷道支护、切顶留巷、自移功能的端头支架,可布置在机尾处用于巷道支护和切顶留巷,可实现在工作面设备连续推进5个步距时架后巷道棚顶1次,减轻了劳动强度,提高了工作面采煤效率。

襄阳东站钢屋盖超多杆连接节点设计与足尺模型试验研究

襄阳东站屋盖南北向长358m,东西向最大跨度86m,采用焊接球钢网架,整体不设变形缝,南端开设瀑布造型大洞口,由于屋盖结构超长、不连续、大悬挑及瀑布造型使得钢屋盖空间受力十分复杂,特在分叉柱柱顶沿南北向设置加强杆以加强屋盖瀑布区洞口两侧边缘约束刚度及改善结构整体受力性能。钢屋盖瀑布区悬挑端分叉柱柱顶节点相连杆件达12根之多,该节点作为屋盖结构的关键节点,其受力状态尤为复杂,创新地采用了半铸造半相贯焊连接形式并采取了构造加强措施,针对该超多杆连接节点进行了足尺模型加载试验验证,详细介绍了试验加载装置、加载方案、试验现象及试验结果,并进行了有限元对比分析。结果表明有限元对比分析结果与加载试验吻合较好;该超多杆半铸造半相贯焊连接节点构造合理、承载力高,薄弱部位出现在与铸造本体相连的接长钢管上,满足强节点弱构件、强连接弱构件的设计要求。

琴台美术馆屋面雨水排放系统设计分析

琴台美术馆外形独特,需要在屋面形成“梯田”流淌的奇妙景观,因此导致屋面汇水分区繁杂。屋面雨水的径流组织和排放需要与其造型紧密契合,除了最大限度地减少采用雨水系统管道快速外排外,还需要结合海绵城市建设目标要求,优化屋顶海绵设施选型,减少快排的雨水径流总量。为了确保屋面雨水排放安全,防止美术馆藏品在储藏、陈列过程中受到水渍影响,在兼顾室内空间布置丰富多样的条件下,采用北侧大屋面导水沟集中汇水、设置虹吸雨水沉箱排水,南侧大屋面导水沟分区汇水、重力自流排水,实现了屋面雨水排水的生态与安全完美组合。

深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理与应用

为解决悬顶导致的煤柱及邻近巷道高应力和大变形问题,结合工作面顶板地质条件,提出深孔聚能预裂爆破切顶卸压专项方案,采用数值模拟及现场试验对卸压效果开展综合研究。研究结果表明,煤层顶板在切顶后垂直应力减幅为21.62%,预裂切顶措施可显著降低煤柱及邻近巷道围岩应力水平。试验发现,炮孔内轴向贯穿裂缝明显,可实现采空区顶板及时垮落。顶底板在切顶后累计位移量减幅达59.27%,巷道两帮及顶底板移近变形得到有效控制,煤柱垂直应力增量显著降低。实践证明,采用深孔聚能预裂爆破切顶卸压效果显著,可大幅提高作业效率,为类似矿压防治工程提供借鉴。

异形采光顶及临空侧邦精装修施工技术研究

现代建筑对于节能和环保的要求越来越高,而采光顶作为建筑物重要的采光结构,其设计和施工需要考虑节能和环保因素,因此,对其精装修施工技术进行研究可以推动建筑行业朝着更加节能环保的方向发展。文章探讨了异形采光顶及临空侧邦精装修施工技术,通过对施工要点及相关技术进行分析,如可移动桁架车和索网立柱柔性平台,提出了相应的解决方案和策略。研究发现,在进行异形采光顶和临空侧邦精装修时,需要充分考虑结构特点、材料选用、施工工艺等因素,确保施工质量和安全。

明挖车站大跨度无柱弧形顶板模架体系设计及施工技术

郑州机场至许昌市域铁路工程(郑州段)港区北站车站站厅层公共区采用大跨度无柱弧形顶板结构,结构净跨18.3 m,拱高9.0 m,矢高5.05 m。弧形顶板支撑体系设计及施工难度较大,现场施工采用了一种拼装桁架拱模架结构,论文从设计思路、模板支撑设计、模架体系受力验算及模架体系及混凝土施工对此模架支撑体系的设计及施工工艺进行详细介绍。

珠海机场二号航站楼屋盖钢结构设计研究

介绍了粤港澳大湾区重要机场交通枢纽工程——珠海机场二号航站楼的设计标准和荷载作用取值,阐述了上部屋盖钢结构实现“建筑装修结构一体化思路”的结构选型思路,对主楼进行了静力性能分析、稳定性分析、大震弹塑性分析,开展了屋盖钢结构防火性能研究,并根据屋盖钢结构施工方案进行了专项施工模拟分析。结果表明:主楼屋盖钢结构选择的波浪形变厚度局部抽空焊接球网架结构体系实现了结构受力与建筑装修的统一,具有良好的稳定性能,在罕遇地震和火灾作用下构件受力满足要求,结构安全可靠;施工方案可行,提升过程中结构变形与内力满足设计要求;大跨度网架有必要在施工模拟卸载胎架后,按实际荷载输入计算模型进行位移和应力比复核。

南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

屋面及外立面异形条件下吊篮非常规安装方法探析

随着经济社会快速发展,各类高层及超高层建筑的美学设计要求越来越高,建筑物屋面和外立面趋于异形和复杂。建筑外立面常采用高处作业吊篮进行装修施工,传统的吊篮标准安装方式已无法满足现代复杂屋面及外立面的施工作业要求,由此带来了不同建筑条件下高处作业吊篮的各类非标准安装方式。为确保非标安装条件下吊篮的施工安全、便捷,促进建筑业新技术的发展,该文系统探讨了各类非标准条件下,吊篮的安装方法及安全技术要点,并提出了相关构造要求,以期提高非标条件下吊篮使用的安全技术水平。

切顶卸压及复合支护体系在沿空留巷中的应用

为解决伊田煤业W3305综采工作面厚层坚硬顶板和塑性底板组合造成的沿空留巷矿压显现和巷道变形严重问题,对工作面地质条件进行分析,采用双向聚能定向爆破方法切断留巷临空侧顶板悬臂梁结构,降低顶板关键层回转应力;通过浇筑柔模墙和对其底板进行注浆加固,对沿空侧巷道顶底板施加稳定支撑;通过新型锚索综合支护,解决端头支架破坏锚索以及破碎顶板锚索失效问题。结果表明:采取双向聚能爆破切顶卸压+柔模墙支护+新型锚索支护+底板软岩加固策略能够有效解决巷道变形失稳问题,约节省费用超500万元。

深部大采高综采面区段煤柱聚能失稳机理和控制研究

针对深部厚硬顶板综采面区段煤柱失稳引起巷道大变形破坏等问题,以红庆河煤矿大采高区段煤柱为对象,采用理论分析、现场实测和数值模拟方法,对深部区段煤柱聚能失稳机理和煤柱失稳防控技术进行研究。得出如下结论:外部动载荷扰动、静载荷集中下煤柱发生能量的积聚,满足能量判据时煤柱发生弹性向塑性转换和能量转移,煤柱最终部分或全部失稳破坏。宽煤柱两边缘出现应力双峰值点,中心存在弹性核区,窄煤柱中心出现单应力峰值点无弹性区;提出了以煤柱合理宽度为核心,配合实施水力压裂围岩应力调控、大直径卸压钻孔和煤柱帮强力支护的防控技术体系,在红庆河煤矿成功应用。

BIM技术在异形弧形景观屋面施工中的应用

异形弧形景观屋面是建筑领域的重要内容,BIM技术对其施工过程有重要促进作用。文章以异形弧形景观屋面的工程实例为基础,系统分析了BIM技术在施工过程中的应用,包括建立BIM三维模型、建立异形弧形屋顶标高控制网及构建模板支撑体系,并围绕施工质量控制措施展开探讨,以期提升异形弧形景观屋面的施工质量、降低成本及缩短工期,提高项目管理和执行效率。

深部巷道围岩非对称破坏规律研究

深埋煤层巷道围岩的塑性区形态及范围对煤矿生产安全具有重要意义。本文以山西某矿150505工作面顺槽为研究背景,通过理论分析的手段,研究了侧压系数和应力偏转角度对圆形巷道围岩塑性区形态的影响规律。研究结果表明:在非等压应力场下,巷道围岩会呈现圆形、椭圆形、蝶形三种形态,当巷道围岩形成蝶形塑性区时,围岩的塑性区较大;巷道围岩的塑性区偏转程度与围岩主应力偏转程度存在一一对应关系,塑性区的偏转角度与主应力偏转角度基本一致;当蝶形塑性区最大尺寸蝶叶旋转至巷道上方时,巷道容易产生冒顶,这也是巷道围岩产生非对称破坏的原因所在。目前的现有支护能力无法减小巷道围岩塑性区,但可以较好地控制顶板围岩形成冒顶。