西咸自由贸易企业服务中心超高层建筑结构设计

西咸自由贸易企业服务中心地处高烈度区,与渭河断裂之间的距离约2km,应考虑近场效应。项目采用钢管混凝土框架(钢梁)+钢筋混凝土核心筒混合结构,存在扭转不规则、刚度突变、有加强层和通高层等不规则项。为提高结构刚度,在避难层设置了2道伸臂桁架加强层。采用YJK、MIDAS Building软件进行了小震弹性对比分析,采用YJK进行了小震弹性时程分析。根据设定的抗震性能目标,对主体结构主要部位和关键构件进行了性能化设计;采用SAUSAGE软件进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析;采用ANSYS软件对伸臂桁架关键节点进行有限元分析。结果表明:各项指标均符合设计要求,结构及构件均达到预设性能目标,结构体系合理,安全可靠。本工程部分墙体为钢板混凝土剪力墙,设计中应注重钢板混凝土剪力墙的构造措施,施工中应采取措施控制钢板变形。

凤凰古城旅游服务中心结构设计

凤凰古城旅游服务中心为造型复杂的钢桁架结构,桁架跨度31.2 m,端部悬挑10 m。文章对结构桁架选型进行了对比,对构件截面选择进行了分析,通过柱截面增设加劲板、采用变截面弦杆来优化结构,并对变截面弦杆连接提出了采用内坡口的施工要求,相应做法可供类似项目参考。

国产木桁架齿板连接件的研发

测试进口齿板与国产落叶松连接节点的拉伸性能,结果表明国产落叶松规格材完全可以替代美国南方松来制作齿板连接木桁架。提出3种国产齿板设计方案,使用国产镀锌钢板制作了国产齿板,并对国产齿板连接节点进行测试,指出国产齿板达到了批量生产的要求,改进方案可以提高齿板连接的性能,但国产齿板需要在加工工艺上进行调整,才能用于实际木桁架生产。

南京大胜关长江大桥铁路钢桥面设计与研究

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为主跨336 m的连续钢桁拱桥,设计速度目标值300 km/h,铁路桥面需要较高的刚度和整体性。对纵横梁铁路桥面、正交异性板整体桥面进行分析、比较和论证,由于与主桁共同作用使纵横梁桥面的横梁产生较大的侧向弯矩,须设置伸缩纵梁和桥面断缝,不利于高速铁路行车和维修养护,因此采用整体性和刚度更好的多横梁正交异性板整体钢桥面。试验研究表明,正交异性钢桥面板的整体受力和疲劳性能都满足规范要求。

轻型木桁架应用及设计

轻型木桁架体系具有施工方便、建筑表现力强、环境友好的特点,在欧美地区应用广泛,国内也逐渐开始有所应用。介绍几个轻型木桁架体系的应用实例,包括普通民用建筑工程、桥梁工程应用及大跨体育场馆。针对目前国内还没有相应的设计规范,介绍TPIC推荐的轻型木桁架设计方法,其内容涵盖:材料、结构形式、结构分析方法、构件及连接验算。

毕都北盘江大桥钢桁梁设计关键技术

毕都北盘江大桥为主跨720m的双塔七跨钢桁梁斜拉桥,主梁采用钢桁梁与正交异性板组合的结构体系。结合山区特殊建设条件,钢桁梁选用正交异性钢桥面板参与受力的板桁组合结构体系;计算分析采用了空间板壳-杆系有限元分析方法,自动考虑正交异性钢桥面板的有效分布宽度;钢桁梁及桥面板的制造、运输和架设采用"化整为零、集零为整"的方式,并首次提出正交异性钢桥面板横梁支撑体系;上横梁和次横梁的腹板及下翼缘板与主桁之间采用高强度螺栓连接、桥面板全熔透对接焊的栓焊混连;钢桁梁施工因地制宜采用边跨顶推、中跨桥面吊机悬臂拼装的架设方案,解决了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥施工难题。

铜陵公铁两用长江大桥主桥钢梁设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m五跨连续钢桁梁斜拉桥,上层布置6车道高速公路,下层布置4线铁路。该桥采用飘浮体系,在主梁和桥塔间设置阻尼装置;主梁采用板桁结合钢桁梁,3片主桁,N形桁架,单片主桁杆件的最大杆力为62 500kN;主桁采用全焊接桁片结构,单片主桁每2个节间为1个单元,桁高15.5m,节间长15m;公路、铁路桥面均采用密布横梁的正交异性钢箱桥面板;索梁锚固采用锚箱式,将斜拉索直接锚固在节点板下部;在铁路桥面系的钢箱梁内采用素混凝土集中压重;主桁采用桁片式架设方案,最大吊重约330t。

沪通长江大桥主航道桥主梁结构设计

沪通长江大桥主航道桥为(140+462+1 092+462+140)m的公铁两用双塔斜拉桥,采用公路在上、铁路在下的双层桥面布置,主梁为三片主桁钢桁梁结构。主梁上弦公路桥面采用正交异性整体钢桥面板(两侧边跨252m范围公路桥面采用纵横梁结合混凝土桥面的结构形式),下弦铁路桥面由与主梁断面同宽的钢箱组成,上、下弦桥面与主桁结合参与整体受力。主桁采用N形桁式,上、下弦杆件均采用板肋加劲箱形截面,腹杆采用箱形或H形截面,主桁节点为全焊接整体节点。在全桥主桁节点处均设有横联。采用桥梁空间分析软件3D-bridge开展结构整体计算并采用ANSYS进行节点应力分析,结果表明结构设计满足规范要求。

重庆东水门长江大桥设计关键技术

重庆东水门长江大桥主桥为双塔单索面公轨两用半飘浮体系部分斜拉桥,跨径布置为(222.5+445+190.5)m。桥塔采用天梭造型。主梁采用2片桁双层桥面钢桁梁型式,桥面采用板桁组合体系。斜拉索采用单索面稀索体系,每根斜拉索由139束平行钢绞线组成,最大索力15 000kN。索梁锚固采用在钢横梁中点位置设置大型钢锚箱的型式;索塔锚固采用外置式钢锚箱型式,钢锚箱通过剪力钉与分离式塔肢进行连接,索力由剪力钉、锚箱侧拉板和摩擦力共同承担。开发了用于超大吨位钢绞线斜拉索整体张拉的调索设备。开展板桁组合式桥面板的传力机理理论及试验、超大吨位钢绞线斜拉索的疲劳试验、索塔锚固区足尺模型试验等相关研究,验证了结构的安全性和合理性。

基于杆系模型的钢板外包式伸臂桁架-核心筒剪力墙节点设计方法研究

伸臂桁架在高层、超高层建筑中应用广泛,其中伸臂桁架与核心筒剪力墙连接节点至关重要。本文对一种新型的钢板外包式伸臂桁架与核心筒剪力墙节点进行非线性数值模拟,对有限元模型与实际结构的相似性进行了分析,重点研究了节点外包钢板和端柱的受力机理,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了相应的计算公式,最后对杆系计算模型进行了修正并提出完整的节点设计流程。分析结果表明,本文简化的有限元分析模型合理,可以反映真实结构中节点的受力情况。外包钢板的轴力衰减速率是确定外包钢板长度的关键参数,随混凝土强度、轴力增加和外包钢板高度的降低,轴力衰减速率均有明显增加。端柱外包钢板的应力水平以及连梁轴力分担比例和节点水平位移随端柱高度的收敛性可以作为确定端柱高度的原则,随端柱长度和水平荷载的增加,端柱高度均有明显增加。通过与精细有限元模型结果进行对比,证明修正后的杆系计算模型简便易行且具有较高精度。本文研究为这种新型伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在工程中的应用提供了完整的设计方法。

采用正交异性钢桥面板的铁路钢桁梁设计

介绍了采用正交异性钢桥面板的铁路钢桁梁的结构设计,分析了钢桁梁采用这种整体桥面结构对高速行车的作用与意义,研究了采用整体桥面结构后钢桁梁的受力特性。

南京大胜关长江大桥主桥上部结构设计

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为主跨336 m的连续钢桁拱桥,设计速度目标值300 km/h,设计荷载为6线铁路荷载。主桁采用整体节点,弦杆采用箱形带肋杆件;桥面采用正交异性板整体钢桥面,分块制造、安装;为提高截面刚度、改善气动性能及增加阻尼,吊杆设计成八边形截面并预留阻尼器安装空间;平面及横向联结系采用刚度大、有利于3片主桁内力均匀分配的X形构造;使用墩旁托架及拉索辅助钢梁安装,利用拉索调整主跨合龙口位移。大桥施工进展顺利,2009年9月底主桥钢梁安装完成,预计2010年上半年达到铺轨条件。

高速铁路正交异性板钢桁梁整体计算模式及方法研究

随着我国高速铁路的快速发展,正交异性板钢桁梁桥得到了广泛的应用,国内外的学者也对正交异性板钢桥作过一些试验和计算分析研究,但是没有形成一套可供系统应用的计算模式及方法。结合实际工程经验,总结正交异性板钢桥面系类型及其适用范围,分析正交异性板三体系受力机理,归纳整理了4种正交异性板计算方法并分析各自优缺点,给出桥面系杆件上翼缘板有效宽度计算公式、桥面系纵向参与系数计算方法,以及在平面模型中下弦杆弯矩的计算方法。通过对正交异性整体钢桥面结构形式、受力特性和整体设计计算方法等进行较为系统的分析研究,总结出一套完善的正交异性板钢桁梁设计方法,并成功应用于多座钢桥的设计中,该方法可为类似桥梁的设计提供理论参考。

银西高铁银川机场黄河特大桥主桥总体设计

银川至西安高铁银川机场黄河特大桥,主桥采用96 m简支钢桁梁与等跨度168 m连续钢桁柔性拱两种结构形式。主桥采用的等跨度连续钢桁梁柔性拱结构,形式新颖、技术复杂。主桥跨越黄河,桥址地震烈度高,冬季冰凌现象严重,可用施工工期短。由于本桥建设条件的特殊性,导致设计施工难度大。为展现主桥设计与施工的特点,对主桥的桥式方案选择、总体布置、桥面设置、吊杆设计、基础设置等进行介绍,并给出主要计算结果及吊杆试验结果,着重对本桥的抗震设计、支座设计、螺栓防落设计中所采用的关键技术进行叙述,最后对主桥采用的创新性施工方案进行说明。

重载铁路大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

对某重载铁路一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计的桥梁布置、拱肋截面及线形、拱肋横撑形式、拱上桥墩方案、施工方法等若干关键问题展开研究,通过有限元对桥梁的承载力、刚度、自振特性等方面进行计算分析,得出以下主要结论:(1)上承式钢管混凝土拱桥能很好地适应桥址地形、地质条件;(2)拱肋采用四肢桁式截面,横向内倾6.5°,拱轴线形采用m=3.0悬链线,具有较好的受力性能;(3)腹杆采用H形钢构件,与拱肋弦管采用大节点连接方式,能满足重载铁路疲劳性能要求。(4)钢筋混凝土排架式桥墩在受力、景观等方面是最优选择。

大型板式塔内桁架梁的数值模拟与优化

对大型板式塔内桁架梁的结构及载荷分布进行了研究,结合文献给出了桁架梁在相应载荷作用下强度、挠度和稳定性的计算公式。通过ANSYS Workbench对某对二甲苯装置中塔径9 m的二甲苯塔内桁架梁分别在正常操作时和安装检修时进行了数值模拟,得到应力云图、位移云图和载荷-位移曲线。模拟发现最大应力均位于弦杆端部与支座连接处,最大挠度均位于桁架梁跨中处。以桁架梁的质量为优化目标,桁架梁的强度与挠度为约束条件,对桁架梁结构参数进行优化,得到桁架梁的腹杆与弦杆最佳角度为38°;优化过程发现弦杆高度和弦杆腹板厚度对桁架梁的质量、强度与挠度的影响最为显著。优化结果为塔内桁架梁的设计与优化提供了参考。

基于黑板结构的设计型专家系统在平板钢网架初步设计中的实现

本文介绍了什么是设计型专家系统，设计型专家系统的特点与求解策略，什么是黑板结构，并结合平板钢网架初步设计专家系统的研制，说明黑板结构（BLACKBOARDARCHITECTURE）是适于处理这类问题的良好形式化模型．

齿板受拉承载力调整系数K的简化分析

针对加拿大TPIC-1996《金属齿板连接轻型木桁架的设计规程与规定》中齿板受拉承载力调整系数K的计算公式形式复杂不便使用的情况,在大量计算分析的基础上,采用回归分析方法,提出调整系数K的简化计算公式,可提供给我国编制轻型木桁架技术规范使用。

道庆洲大桥曲线变宽双层钢桁梁设计

道庆洲大桥引桥第7联为跨度73m的双层公轨两用简支变宽钢桁梁,主桁采用三角桁架,桁高9.4m,标准节间长12m。上层公路桥面采用钢筋混凝土板与密横梁结合体系,下层铁路桥面系采用正交异性钢桥面板结构。桥梁位于平面缓和曲线上,采用主桁变宽解决桥面变宽问题。公路桥面系宽度从34.058m变化到45.476m;通过抬高曲线外侧上弦杆件高度及挑臂横梁高度,并利用混凝土板局部加厚来实现从0%到2%的曲线超高。铁路桥面系高1.524m,宽度从13.7m变化到25.65m,超高通过调整道床板高度来实现。

上海中心大厦钢结构深化设计难点分析

上海中心大厦总高度632m,总用钢量约为10万t。作为超高层建筑,由自身结构的特点决定,钢结构专业与现场吊装、土建、幕墙、电梯等众多专业密切相关,从而导致深化设计存在构件数量大、尺寸大、制约因素多、结构复杂等诸多难点。从结构特点及相关专业的要求角度出发,介绍了上海中心大厦项目钢结构深化设计的难点,包括钢板剪力墙结构中流淌孔、长圆孔开设,模板拉接器设置,核心筒伸臂桁架结构钢筋连接器设置,筒外巨柱结构流淌孔、浇捣孔设置,外筒桁架结构,幕墙连接结构等。