公路钢箱梁正交异性板桥面国内外规范荷载作用局部应力计算与比较

针对适于公路钢箱梁正交异性板桥面局部应力计算的车辆轮轴荷载,分析中国、美国、加拿大、日本、英国和欧洲桥梁设计相关规范之间的差异。选择8种规范荷载,根据车轮触地面积,考虑50mm厚铺装层对荷载的扩散效应,确定各规范荷载的加载面积。选择钢箱梁典型结构,计算各荷载作用下桥面局部应力,对吊索中点加载模式,比较该位置顶板顶、底面横向应力和纵肋底面纵向应力;对吊索支点加载模式,比较顶板顶、底面纵向应力。最后,不考虑铺装层扩散效应,进一步计算比较各荷载作用下的上述应力。研究表明,按照我国公路I级荷载计算所得桥面局部应力偏低,加载面积的形状和大小对桥面局部应力影响明显。

实测和规范荷载作用下地铁隧道二次衬砌的安全性对比分析

依托青岛地铁2号线五南区间隧道工程,采用现场监测方法得到浅埋花岗岩地铁隧道初期支护与二次衬砌间接触压力,然后结合铁路隧道设计规范计算作用于衬砌结构的计算荷载,采用荷载结构模型分别计算实测和规范荷载作用下的二次衬砌结构的安全系数并进行对比分析,得出实测荷载作用下二次衬砌的安全系数远高于规范荷载作用下的安全系数,为二次衬砌结构的设计提供了更加合理的建议。

中美两国现行输电线路设计规范风荷载计算参数对比分析

中国输电线路设计规范与美国存在一定的差异,为较好地适应国外电网工程设计,选取美国ASCE 74—2009《输电线路结构荷载导则》与中国GB 50545—2010《110 kV~750 kV架空输电线路设计规范》,针对两者风荷载计算公式中的风压高度变化系数、体型系数、风荷载调整系数及地形影响因子等参数进行了对比分析。结果表明:ASCE 74—2009中的风压高度变化系数小于GB 50545—2010设计值;GB 50545—2010的导、地线体型系数比ASCE导则值大10%~20%;ASCE 74—2009的阵风响应因子与GB 50545—2010中的塔身风荷载调整系数大致相同;当设计风速超过27 m/s时,两者的线条风荷调整系数差距较小;对特殊地形,ASCE 74—2009考虑了地形影响因子,但在实际工程中的应用范围较小;GB 50545—2010与ASCE 74—2009中对杆塔构件和导、地线覆冰时的风荷载计算存在较大差异,ASCE 74—2009通常不考虑覆冰引起的结构挡风面积增加的影响。

基于VR看房及网络大数据的住宅活荷载建模

活荷载取值是建筑结构可靠性设计的基础,样本采集又是荷载建模的关键。针对传统的抽样采集、入户称重的研究方式存在的入户难、称重难、效率低和样本少等问题,提出了基于网络房产中介平台开放的全景虚拟(virtual reality,VR)看房方式及网络大数据研究住宅持久性活荷载的方式。首先,利用VR看房获得房间尺寸、室内物品类型及数量等数据,再通过网络爬虫从互联网大数据资源中获得物品重量,实现非称重方式的活荷载调查。采用该方法调查了9座城市的4676个住宅房间样本(总面积近75000m2),通过数据统计分析与荷载组合得到了住宅活荷载标准值,并与现行规范建议值进行了对比。结果表明,任意时点持久性活荷载标准差显著增大,不同城市活荷载变动时间均值不同且整体呈现下降趋势。VR系统结合网络大数据可以实现高效、便捷的住宅活荷载调查,形成一种全新的活荷载研究方式。

中外架空输电线路设计风荷载规范对比分析

输电线路设计风荷载实质上是基于平均风静力荷载和脉动风动力效应组合的等效静力风荷载,选取GB 50545—2010、DL/T 5551—2018、IEC 60826—2017、ASCE NO.74—2020和BS EN 50341—2012等国内外5份主流的输电线路设计规范,给出了导线及地线风荷载计算表达式。从结构随机振动理论及风工程基本原理出发,推导了典型的输电线路风荷载理论模型,深入比较了计算高度、基本风速、体型系数、风压高度变换系数、风振系数等基本计算参数取值的差异性。并结合110~330 kV、500~750 kV和800 kV及以上输电线路的工程实例,详尽分析了国内DL/T 5551—2018新荷载规范的修订对风荷载的影响,揭示了荷载设计值同国外标准差异性的根本原因。研究结果可为新规范相关计算参数进一步优化提供参考依据,从而有效提高输电线路结构抗风设计的安全性、经济性和可靠性。

高烟囱横风向荷载规范条文的修正建议

高烟囱因涡激共振而发生破坏的案例屡见不鲜,大量研究表明,规范计算结果与现场实测结果有显著差异,在一定程度上反映了相关规范的不足。针对这一问题,本文对比分析不同国家规范在计算高烟囱横风向等效风荷载过程中对关键参数的取值差异,并基于大量现场实测结果的统计分析,对中国规范等效风荷载计算方法中一些关键参数的取值给出了初步修正建议。最后将修正算法的计算结果与大量实测结果进行对比,证实了修正后的计算结果与实测结果更为吻合。本研究可为相关规范条文的完善和修订提供参考。

中国与美国规范对围护结构风荷载计算的对比研究

随着涉外工程数量的增加,国内设计院被越来越多地要求采用美国规范进行涉外工程设计。作为幕墙设计中最重要的荷载参数之一,比较了围护结构风荷载在中、美两国荷载规范中计算方法和计算参数的异同。并通过某海外项目立面幕墙风荷载的计算实例,深入分析了两国规范计算结果差异的原因,为涉外项目幕墙设计提供参考。

变截面脱硫塔风振效应及等效风荷载研究

变截面是工程设计中常见的结构类型,此类结构风效应在现行规范中受到的关注较少,规定仍较为粗糙。以某高耸脱硫塔为研究对象,综合时、频域数值仿真,详细研究圆柱形分段变截面高耸结构顺、横风向的风致动力响应特性,探讨了横风向涡激共振的判定及计算方法,对比分析变截面圆柱结构常见等效静力风荷载计算方法的差异及结果的可靠性。研究表明,结构第1阶模态是圆柱形变截面脱硫塔风效应的控制振型;应重点关注此类结构上部涡激振动对横风向响应的贡献;鉴于脱硫塔风致振动以共振响应为主,采用惯性力法或三分量(平均、背景和共振)法计算等效风荷载更符合实际分布规律。时、频域分析结果与我国现行规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)计算结果吻合较好,可为分段式变截面高耸结构精细化风振效应研究提供工程参考和依据。

中美日三国规范高层结构风荷载标准值对比

世界各国规范对高层结构的顺风向风荷载标准值都取多参数表达的计算式,各参数取值的差异最终反映到荷载标准值的大小.以参数分析为基础,对亚太地区具有代表性的中美日三国荷载规范关于普通高层结构顺风向风荷载标准值的取值原则和计算思路进行了对比.研究了基本风速、风剖面、紊流度、脉动效应系数等各参数的取值以及各参数间的相互影响,分析了脉动效应系数的取值和影响因素.以三个不同高度的典型结构为例,分别采用三国规范计算风荷载标准值及特征响应,并对不同国家规范荷载标准值和响应的差异进行了讨论.结果表明,对于结构顺风向风荷载标准值,日本规范最大而中美规范基本相当.

多国荷载规范中平屋盖及球形屋盖体型系数取值探讨

风荷载体型系数一直是风工程和风荷载规范研究专家关注的主要问题之一.本文首先总结了各国荷载规范中风荷载规定的差异,并就平屋盖和球形屋盖的风载体型系数对比了中国规范(GB50009-2001)、美国规范(ASCE7-98)、加拿大规范(NBC-1995)和日本规范(AIJ-2004)中的规定.最后结合大跨度平屋盖与球形屋盖的风洞试验,给出了球形屋盖和平屋盖的风载体型系数取值建议,为大跨屋盖结构的抗风设计提供了参考资料.

新荷载规范修订对输电塔风荷载计算的影响研究

新修订的荷载规范对输电塔结构影响较大的风荷载作出了较大的修改,降低了表征平均风荷载的风压高度变化系数,增大了表征顺风向风振响应的风振系数。从随机振动理论出发,比较了新旧荷载规范风振系数计算公式的异同,并以某系列220kV四回路直线塔为例,详细分析了各类场地和各角度风下荷载规范修订对塔架和线条风荷载的影响,以及对不同高度的塔基底弯矩、塔腿主材轴力和塔重的影响。结果表明新规范导致输电塔塔架风荷载增加而线条风荷载减小,二者共同作用的结果取决于场地类别和角度风。风荷载增幅B类>A类>C类>D类,0°>45°>60°>90°。对于输电线路常见的B类场地而言,新规范将较大地增加输电塔结构的基底弯矩、主材轴力和塔重。

新、旧《建筑结构荷载规范》中高层建筑风荷载的对比研究

风荷载是新规范修订的主要内容之一,列出了对高层建筑风荷载有影响的计算公式和参数。数值算例结果表明：与旧规范相比,新规范高层建筑顺风向平均风荷载减小,但风振系数增大,A、B类地貌,基底剪力分别增大3.4%-5.2%、3.6%-8.0%,高度达到400m时,C类地貌基底剪力基本持平,D类地貌基底剪力减小4.7%。考虑风荷载组合工况,A—C类地貌,新规范基底总剪力比旧规范顺风向基底剪力增大,D类地貌在建筑高度为105-260m时总剪力减小,最大减小值为旧规范计算值的2.9%。

中美设计规范导地线风冰荷载比较

为详细研究中美设计规范在导地线风荷载和并何在计算方面的差异,介绍了中美两国输电线路荷载设计规范,从线条风、冰荷载计算公式出发,对基本风速、风压高度变化系数、风荷载调整系数、覆冰厚度等参数进行研究,对比线条风、冰荷载计算的异同点。算例结果表明,中美两国规范在导地线风、冰荷载计算值上都存在差别,为工程设计提供了参考。

风荷载规范应用中的若干问题及设计建议

论述了正确理解和应用我国国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)中有关风荷载内容的若干问题,其中包括低矮大跨房屋的风载体型系数、围护结构的风荷载、风荷载风洞试验和数值模拟、大跨结构的风振、高层及高耸结构横风向风振等。参考国外先进国家的风荷载规范及风工程的最新研究成果,针对我国规范条文尚无明确规定而结构设计中经常涉及的内容,提出一些设计建议。结合上述问题介绍了荷载规范最新局部修订的有关内容。

美国ASCE施工设计荷载规范的理念与启示

为对施工阶段的未完整结构进行设计和分析,保证施工安全,应明确施工过程中结构可能受到的各类外部作用(荷载)及其效应.通过介绍美国ASCE施工设计荷载规范在施工阶段的荷载种类、设计值及荷载组合等内容,着重分析了其施工荷载及荷载系数的取用方法,施工荷载与恒载、活载、环境荷载及侧向土压力组合方法等,对比分析了中国现行标准的相关内容.建议应吸收ASCE施工规范理念,充分考察施工阶段荷载的不确定性,引入施工荷载取值、荷载分项系数建议值,编制自成体系的中国施工荷载标准.

建筑结构设计规范系列讲座（一）——对荷载规范第4．1．1条的理解与应用

1 结构设计中涉及荷载的相关问题 在理解与应用现行《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）（简称规范）表4．1．1时，要注意以下几个方面：

土木工程专业毕业设计内容调整——以2012版《建筑结构荷载规范》为基础

土木工程专业毕业设计以实际工程为背景,根据设计条件按照专业规范进行建筑结构的设计,其中各种荷载与作用的输入与组合均需根据《建筑结构荷载规范》确定。随着2012版GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的颁布,土木工程专业毕业设计也应进行相应的调整。文章介绍了新版荷载规范的修订背景,对新规范修订章节中涉及土木工程专业毕业设计的主要内容进行了总结。基于新版荷载规范,从条文适用条件、工程结构形式、设计资料准备等方面提出毕业设计相应的调整工作,确保指导教师与学生能在毕业设计中准确把握与贯彻2012版《建筑结构荷载规范》的修订内容。

中、美、英三国风荷载规范重要参数的比较

风荷载作为工程结构设计的重要荷载之一,越来越受到关注。世界各国风荷载规范基本上都是以多参数的形式来表示其风荷载值。通过深入对比,研究中、美、英三国建筑荷载规范中关于风荷载计算所涉及到的重要参数,分析讨论三国规范中各种参数产生差异的原因。

《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)介绍

结合我国港口工程实际情况，对港口工程设计有关的主要荷载进行了大量调查、观测和数理统计分析，找出各类荷载概率分布类型和统计参数，使新规范向“以分项系数表达的以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法”转轨。

中日澳风荷载规范中风荷载与风振响应的比较

基于中、日、澳3国规范中风荷载计算方法,分别对总高度为300 m、200 m的高层建筑顺风向和横风向风荷载进行分析,对比计算结果,利用中日规范对一实际工程风荷载及风振响应进行求解,与风洞试验结果进行对比,研究3国规范计算风荷载的差异与原因.分析结果表明:中国规范顺风向风荷载小于日本和澳大利亚规范,尤其在结构中下部,中国规范横风向风荷载在结构中下部大于日本和澳大利亚规范,在结构上部小于日本和澳大利亚规范,中国规范横风向风荷载与顺风向比值在结构中下部大于日本和澳大利亚规范,在结构顶部小于日本和澳大利亚规范,中国规范湍流度取值小于日本和澳大利亚规范,峰值因子的取值偏小.