钢管混凝土相贯焊接节点受力分析与疲劳寿命研究

为研究钢管混凝土相贯焊接节点在轴力和弯矩共同作用下,管内混凝土对节点疲劳寿命的贡献,制作钢管混凝土桁梁桥K型相贯焊接节点1∶2缩尺模型并建立实体有限元模型,开展空管、仅弦管灌注混凝土、弦管和腹管均灌注混凝土3类构件相贯焊接节点受力分析与疲劳试验验证。结果表明:弦管与腹管灌注混凝土可提高结构刚度和调整结构内力,中弦管到边弦管的传力路径由单一的斜腹管变为斜腹管与水平腹管共同传力,斜腹管内力由轴力变为轴力与弯矩的组合形式。疲劳试验测得的相贯焊接节点最大应力位置、大小及应力分布状态与有限元计算结果吻合。弦管与腹管灌注混凝土使相贯焊接节点整体应力及峰值应力均降低,改善了相贯焊接节点的应力分布状态,延缓了裂纹发展速度,延长了相贯焊接节点疲劳寿命。

空间隔板焊接X形圆钢管相贯节点受力性能试验研究

对3个足尺空间隔板焊接X形圆钢管相贯节点分别进行了轴力作用下的单调加载试验和往复加载试验,得到了节点的破坏模式,并对节点的受力性能包括静力弹性刚度、承载力、延性和滞回性能等进行分析。验证了该种空间隔板焊接节点的构造措施合理,节点的承载能力相对设计工况有两倍以上的安全储备,节点受力安全可靠。运用ABAQUS软件建立有限元分析模型,并与试验结果对比,验证了有限元模型的适用性,并对节点进行设计工况下的内力校核,参数分析结果表明,管径厚比、相贯角度、椭圆连接板厚度及平面外角度对空间隔板焊接节点性能影响较大,节点刚度和承载力随着支管径厚比和平面外角度的增大而降低,随着相贯角度和椭圆连接板厚度的增大而提高。综合试验和有限元分析结果,节点设计要确保支管设计内力不大于节点承载力,增大椭圆板厚度以及补焊椭圆板隐藏焊缝对节点的受力性能改善较好;当设计该类较小相贯角度(小于20°)的节点时,需按节点承载力进行设计,同时考虑轴向刚度对节点受力性能的影响。

深圳大运会篮球馆结构设计

对深圳市坪山体育馆的结构选型,受力特点及结构设计进行介绍。针对上述问题进行计算分析,包括:弦支穹顶体系整体受力性能和屈曲稳定性影响分析;荷载取值分析;施工全过程模拟计算分析;单体上部钢结构、单体下部混凝土结构初步分析基础上的整体结构总装分析;根据深圳本地气温统计资料,合理选取计算温差,分析温差效应对结构安全的影响;关键复杂节点实体有限元计算分析,确保其可靠安全。计算分析表明:1)弦支体系不仅有效地提高了屋盖结构刚度,还大大提高了单层网壳结构稳定性;2)大跨空间结构设计进行总装分析至关重要;3)大跨结构温差收缩效应影响存在,温差效应施工模拟计算十分必要;4)复杂空间结构的节点十分关键,应通过有限元分析,精心设计。

贺龙体育场空间钢结构屋盖设计与研究

本文探讨了空间钢管桁架的设计,直接相贯焊接空间钢管节点的计算分析等问题。对体育场结构设计方法和经济性控制提出了建议,提供了可供相关体育场设计作为参照依据的实用数据。

第26届世界大学生运动会篮球馆弦支穹顶屋盖结构设计

2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球馆为一复杂体育建筑,其上部钢结构屋盖直径72m,为采用单层网壳加弦支体系组成的弦支穹顶结构体系,支承于沿72m直径圆周边均匀布置的24根钢筋混凝土柱上。围绕屋盖结构选型、受力特点及结构设计中的关键性问题,进行了以下的分析研究:弦支穹顶屋盖设计控制标准;弦支穹顶下部索杆体系的布置;预应力的大小选用原则分析;屋盖屈曲稳定分析;预应力张拉整体结构施工全过程模拟及施工方案分析;复杂节点实体有限元计算分析。从中归纳、总结了弦支穹顶屋盖结构设计中应注意的关键问题及应采取的结构措施,可供同类工程参考。

2011年第26届世界大学生运动会篮球馆结构设计

深圳市坪山体育馆为2011年第26届夏季世界大学生运动会篮球赛场,该工程为一复杂体育建筑,上部圆形钢结构,直径72m,采用新颖的弦支穹顶结构体系,下部为钢筋混凝土框架结构,独立柱基。本文介绍了结构选型,受力特点及结构设计,以及针对上述问题的计算分析,包括:弦支穹顶体系整体受力性能和屈曲稳定性影响分析;荷载取值分析;施工全过程模拟计算分析;单体上部钢结构、单体下部混凝土结构初步分析的基础上的整体结构总装分析;根据深圳本地气温统计资料,合理选取计算温差,分析温差效应对结构安全的影响;关键复杂节点实体有限元计算分析,确保其可靠安全。计算分析表明:1)弦支体系不仅有效的提高了屋盖结构刚度,还大大提高了单层网壳结构稳定性;2)大跨空间结构设计进行总装分析至为重要;3)大跨结构温差收缩效应影响存在,温差效应施工模拟计算十分必要;4)复杂空间结构的节点十分关键,应通过有限元分析,精心设计。