三种新型钢结构体系研究

传统粗放型建造方式存在环境污染、耗能过大等问题。近年来,建筑行业正向绿色节能方向转型,推动钢结构建筑的发展是实现这一转型的重要方法和必由之路。钢结构具有自重轻、强度大、易于安装等优点,根据社会现阶段发展的需求,各种钢结构体系应运而生。为促进新型钢结构体系的发展及其工程应用,结合笔者课题组近年来相关的研究方向和成果,对装配式钢结构、自适应索杆张力结构、不锈钢材料结构三种结构体系的研究进行了详细的总结与介绍。

全装配式钢结构楼板动力性能及舒适度有限元分析

针对全装配式楼板刚度偏低、舒适度不足的问题,优化设计一种已有的新型全装配式钢结构楼板;基于承载力和自振频率对该楼板的承重结构进行选型,并建立考虑构造体的全装配式钢结构楼板精细化有限元模型,采用有限元方法分析该楼板的动力性能,研究全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度和楼板跨度对楼板自振频率及加速度响应的影响。结果表明:优选的全装配式钢结构楼板特型波纹板具有较大承载力并可以满足楼板自振频率要求;增大全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度,减小楼板跨度,可以增大楼板的自振频率,减小峰值加速度,有效改善楼板的舒适度;全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度宜选为1.5 mm,并得到常用全装配式钢结构楼板特型波纹板高度的适用楼板跨度范围。

钢结构课程“三维度衔接式”实践教学

结合创新应用型钢结构工程人才培养需求,创建钢结构课程“三维度衔接式”实践教学模式,形成稳定知识体系,达成知识输出能力,“虚实结合,校企合作”多路径实现实践教学效果。

建筑钢结构埋件机器人智能下料与焊接技术研究

在钢结构制造行业中,钢结构预埋件是一种批量大、结构形式单一的产品,目前行业内基本上依靠传统的人工方式进行生产制作,传统工艺存在下料、装配精度差,加工表面质量低,加工效率低等诸多缺点。文中以工业六轴焊接机器人为工具,研究参数化编程及视觉智能感知技术,将焊接机器人应用到钢结构埋件的制作中去。通过多组试验对比,验证焊接机器人在埋件加工生产上的可行性,探索机器人埋件焊接过程中存在的问题,改进并创新埋件制作的加工方法,形成焊接机器人埋件智能加工工艺,以提高制作厂埋件加工的质量和效率。

抢抓机遇 大力发展钢结构建筑

近两年来,党中央、国务院和建设主管部门坚持新发展理念,围绕建筑领域节能减排、科技创新、绿色建材、城市更新、智能建造等发布多项政策,积极部署工作,着力推动建筑业稳步发展。尤其是一系列推动建筑产业现代化和绿色化发展的政策,不仅提高了对建筑安全性能的要求,还为钢结构行业的发展提供了有力保障。

建造人民喜欢的钢结构“好房子”

住建部倪虹部长在《谱写住房和城乡建设事业高质量发展新篇章》—文中,指出人民群众对住房和城乡建设的要求已从“有没有”转向“好不好”,安居乐业是人民群众对幸福最朴素的期待,让人民群众住上更好的房子,建设更好小区、好社区、好城区,是人民群众安居乐业的基本标志。伴随我国绿色低碳生产方式、生活方式的转型,让钢结构住宅成为“好房子”重要代表,以更高的标准、更好的质量,建造人民喜欢的钢结构住宅,提升人民群众的生活质量和幸福感、获得感[1],是新时期建筑钢结构行业工程技术人员的历史使命和责任担当。

绍兴国际会展中心B区1号展厅钢结构工程施工技术

绍兴国际会展中心一期B区工程包含1个单层72 m跨展厅、1个双层展厅、1个会议中心和会展廊等,主要介绍其72 m跨展厅钢结构安装工程,系统介绍了其施工的重难点和解决措施,同时也全面地阐述了各个部位结构的施工方案,详细地说明了大跨展厅施工的关键技术,可为今后类似工程提供参考。

高层建筑中大跨度钢结构连廊施工技术探究

伴随城市化的发展,高层建筑已经成为城市建设的主要标志。钢结构连廊作为高层建筑中重要的组成部分,其施工技术的发展也日益受到关注。本文从钢结构连廊施工技术的优点入手,详细分析了高层建筑中大跨度钢结构连廊的施工技术,包括钢结构设计、钢结构连接以及连廊悬挑施工技术。以期为深入研究高层建筑中大跨度钢结构连廊的施工提供借鉴。

大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析

随着现代工业的不断发展,大型工业厂房建筑钢结构施工技术在我国得到了广泛的应用。钢结构具有重量轻、强度高、抗震性能好、施工周期短等优点,大型工业厂房建筑采用钢结构施工不仅可以提高工程质量和安全性,还可以缩短工期,降低成本,并提高空间利用率,已经成为现代工业厂房建设的主流结构形式。本文将对大型工业厂房建筑钢结构施工中的技术问题进行分析,以期为相关工程提供参考。

西安城市展示中心长悬挑、大跨度钢结构设计

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗震性能目标,对于多杆件复杂交汇钢节点进行有限元分析。针对南馆、连桥屋楼盖振动舒适度不足,设计布置了调谐质量阻尼器(TMD),实测减振效果显著。对连桥提升过程进行施工模拟,结果表明该过程增加了连桥挠度,需要考虑提前起拱。对超长连体结构温度和地震行波效应进行分析,根据结果对连桥楼板配筋和局部框架柱进行了加强。大震弹塑性分析与防连续倒塌分析结果表明,结构满足“大震不倒”的性能目标,结构冗余度较高,具有良好的防连续倒塌能力。

钢结构桥梁加工安装技术要点分析

为保证钢结构桥梁施工质量与安全,文章以某钢结构桥梁为例,对其钢结构单元的加工制造和运输吊装进行深入分析,提出各施工环节中的具体工艺方法和需要注意的要点,内容包括钢结构单元加工制造过程中的下料与加工、钢板接料、焊接以及钢结构分段吊装等。

大跨度管桁架钢结构吊装及焊缝质量控制

为保证大跨度管桁架钢结构的施工质量,本文结合工程实例对大跨度管桁架钢结构的吊装及焊缝质量控制方法进行了系统性的研究,对焊接及吊装控制要点提出了针对性应对措施,明确了相关工艺要求,可对各类大跨度桁架钢结构安装质量控制提供一定的技术指导。

新型模块化钢结构插入式连接节点受力性能研究

为推广钢结构集成模块在高层建筑及抗震设防区域的应用,提出了一种具有附加耗能的新型全装配模块化钢结构插入式连接节点,节点采用T型连接件代替传统焊接连接实现模块单元全装配,连接件与摩擦板进行相对滑移提供附加耗能。根据节点受力及变形机理,推导其初始转动刚度理论公式。建立半装配与全装配模块化钢结构插入式连接节点的精细化数值模型,对比分析两种节点的滞回曲线、耗能能力及应力应变分布规律。结果表明,全装配插入式节点具有饱满的类平行四边形滞回曲线,其初始转动刚度理论计算值与数值结果吻合良好,有效验证了节点刚度公式的准确性。与半装配插入式节点相比,全装配插入式节点最大承载力降低约26.59%,整体能量耗散系数最大增加约70.06%,可通过T型连接件将塑性损伤转移至预设区域,保护主要构件并实现损伤可控,显著提高节点的抗震性能。

模块化钢结构梁柱子结构抗连续倒塌性能研究

模块化钢结构作为一种高度预制的装配式建筑,具有工业化程度高、绿色节能环保等优点。但是,由于模块化钢结构体系超静定次数较低,其在极端荷载工况下的抗连续倒塌性能应予以特别关注。模块化钢结构梁柱子结构作为主要的传力路径,具有多梁多柱等有别于传统框架梁柱子结构的特点,需对其抗连续倒塌性能开展研究工作。该文针对采用螺栓-角件连接节点的模块化钢结构梁柱子结构进行Pushdown试验及数值模拟,分析了在双柱失效、单柱失效工况下试件的破坏模式和抗连续倒塌机理。结果表明,梁柱子结构在两种工况下的受力机理不同:在双柱失效工况下,梁柱子结构抗力主要由梁机制提供,加载后期抗力提供方式体现出一定的悬链线机制,并随水平连接板厚度的增加而增强;在单柱失效工况下,子结构抗力主要由模块间水平连接抗剪能力提供,由梁机制及悬链线机制提供的抗力较小。

钢结构模块新型自锁-可解锁式连接节点的抗拉研究

为提高建筑用钢结构模块的施工效率、实现模块单元的快捷装配与拆卸,提出一种新型自锁-可解锁式连接节点方法,用Abaqus数值模拟软件建立了节点的精细化与半精细化有限元模型,探究了摩擦因数对节点抗拉承载性能的影响。选取上限位板厚度、下限位板厚度和上部滑块宽度为关键参数进行有限元模拟,研究各参数对节点抗拉承载力及破坏模式的影响。最后与实际节点抗拉承载力进行对比。结果表明:当摩擦因数为0.3时,新型节点承受最大拉力为1345.49 kN,较角件旋转式连接节点提升约为152%。节点抗拉承载力受上部滑块宽度影响较大,受上限位板厚度与下限位板厚度影响相对小。当上、下限位板厚度均为25mm时,在10~12mm内增加上部滑块宽度可提升节点承载拉力。

某东南沿海电厂钢结构腐蚀影响因素分析

目的 对比腐蚀环境因子分布和钢结构腐蚀事件分布,分析影响火力发电厂钢结构腐蚀的主要环境因素,探讨火力发电厂钢结构腐蚀的机理。方法 以东南沿海某火力发电厂为例,对电厂厂区进行网格化,利用便携式温湿度计进行逐网格温、湿度监测,逐网格收集结构物表面灰尘,并分析其中氯离子、可溶盐、酸碱含量等,开展腐蚀环境监测。统计从2012年至2022年10年间该电厂每一网格内的腐蚀防护工程,如腐蚀防护器件、装备、材料购置等项目的施工或应用次数。结果 温度、湿度及钢结构表面灰尘中氯离子含量、可溶盐含量、灰尘浸渍水p H等因子受海洋环境、厂区结构分布、生产活动多重原因的影响,随距海距离增加呈带状分布,或围绕生产设施点呈辐射分布。结论 环境因子对钢铁结构腐蚀的影响大小顺序为结构物灰尘含盐量>结构物灰尘浸渍水p H>相对湿度>结构物灰尘氯离子含量>温度。电厂钢结构腐蚀机理为雨水或大气凝结水溶出结构物表面灰尘的可溶性盐,含盐水经涂层缺陷输运至金属表面,成为钢铁腐蚀原电池的离子导路,导致钢结构发生电化学腐蚀。

基于保障房标准户型的钢结构住宅结构体系对比分析

通过选取《深圳市保障房标准化设计图集》(SJG 27-2015)中的两个标准户型建筑单元平面,在不同建筑高度(40、70、100m),不同地区(武汉、深圳),不同结构体系(传统钢结构体系、新型钢结构体系)的条件下进行结构布置和计算分析,根据计算结果分析比较了各自结构体系的受力性能指标(结构周期、层间位移角),经济指标(含钢量)和建筑功能适用性的不同,得出新型钢结构体系(壁柱框架结构、壁柱框架-支撑结构、壁柱框架-延性墙板结构)综合性能比对应的传统钢结构体系更优。建筑高度较低时,可选择壁柱框架结构;建筑高度较高时,可选择壁柱框架-支撑结构或者壁柱框架-延性墙板结构,但对于高水平力地区壁柱框架-延性墙板结构更加合理有效。新型钢结构体系结构受力合理,经济性好,能够解决传统钢结构体系一直以来存在的露梁、露柱问题,可以较好地匹配保障房标准化户型。

基于工业基础类标准的钢结构BIM全数据交互技术

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进行解析并重生成结构模型,实现模型二次编辑与施工出图。经工程实例验证,该成果应用于钢结构建筑信息模型(BIM)数据交互时信息传递完整、模型转换质量高,避免了钢结构不同设计阶段的重复建模,极大提升了设计效率。

基于装配式建筑钢结构方案设计的全生命周期碳排放研究

为研究装配式建筑不同钢结构方案的全生命周期碳排放差异,对某实际预制建筑项目分别进行模块化钢结构方案和钢框架方案设计,并基于全生命周期评价理论定量分析两者的全生命周期碳排放。结果表明,模块化钢结构的全生命周期碳排放总量比同等规模的钢框架结构高10.61%;运行阶段和建材生产阶段是两种结构体系全生命周期碳排放中占比最大的两个阶段,分别达到了73.33%和81.11%;模块化钢结构的模块重复利用及施工的高效率可有效降低碳排放量。最后,提出了钢结构建筑的减碳设计策略,为低碳建筑设计提供参考。

新质生产力背景下装配式钢结构建筑标准化施工策略研究

随着新质生产力的快速发展,装配式钢结构建筑作为一种绿色、高效的建筑方式,正逐渐受到广泛关注。本文在分析了其优势与面临的挑战后,提出了新质生产力背景下装配式钢结构建筑的标准化施工策略,为相关领域的实践和研究提供参考。