基于应力约束和启发式算法的建筑钢筋混凝土桁架结构拓扑优化方法

为了解决建筑钢筋混凝土桁架结构承载力较低的问题,文章提出了基于应力约束和启发式算法的建筑钢筋混凝土桁架结构拓扑优化方法。建筑钢筋混凝土桁架结构设计变量过滤处理为后续计算提供基础。根据轴心受力构件计算标准,构建应力约束条件。使用启发式算法中的组合优化方法,在MATLAB软件完成建筑钢筋混凝土桁架结构拓扑优化。试验结果证明:此方法具有较高的计算能力,可提升桁架结构的应力承载力至70.251J,得到最优优化结果。

大跨度反向芬克式桁架人行桥总体设计

某跨京杭大运河人行桥采用反向芬克式桁架桥,桥梁全长198 m,跨径布置为(15.9+150+15.9)m。桥体造型以运河帆影为设计灵感,梁、塔、索造型以运河上的漕运船为蓝本。主梁采用封闭式单箱三室钢箱梁,桥塔塔柱及撑杆均采用钢制梭形结构,布置在主梁中央,并与主梁固结。拉索采用双叉耳热挤压高密度聚乙烯高应力幅钢绞线拉索与冷铸镦头的组合体系,塔顶处为固定端,梁端为张拉端。反向芬克式桁架桥的整体刚度由拉索的张拉力提供,合理初索力的确定是反向芬克式桁架桥设计的关键。边跨成桥索力大,且锚固位置受选址红线限制,为保证传力路径可靠,在边索与主梁交接处设整体式传力板。经人致振动分析,采取在距主跨跨中两侧28 m处各安装1对TMD的减振措施,以满足人行舒适度要求。

桁架-齿轮齿条式平台桩腿导向装置设计优选

位于升降基础内的导向装置是桩腿升降过程中所依赖的重要组件,平台的频繁升降也极易使导向装置造成损伤和脱落。通过选取三型具有典型代表意义的自升式平台,对其导向装置布置、限位方式、耐磨板与齿尖间隙以及固定方式等方面进行理论论证和案例分析,对所选取的三型平台导向装置设计特点和优劣进行对比并得出结论。

异形钢木组合空腹式桁架拱精密装配技术

天府农业博览园主展馆室外棚架工程结构形式为异形钢木组合空腹式桁架拱结构。上弦杆为双拼欧洲落叶松胶合木,下弦杆为欧洲云杉胶合木,腹杆为钢板切割组焊的四角锥结构。此种结构体系因其为异形几何体,组拼与安装难度极高。通过一种先进的拼装支架及预装配工法,采用数字化模型精确定位,可实现钢木组合桁架拱精密装配。该技术解决了钢木组合结构装配公差的技术难题,同时满足了各工序间的衔接,加快了整体施工进度。

大跨度重型钢桁架屋盖固步式等高免卸载滑移施工技术

以某电子加工厂钢结构项目为例,介绍了大跨度重型钢结构桁架屋面固步式等高免卸载滑移的综合施工技术,归纳总结了该类型累积滑移施工技术和施工控制要点。滑移施工技术较常规技术而言,对安装工期和综合措施费均大有益处,为同类型的施工安装提供借鉴。

基于实例的附着式升降脚手架中桁架结构优化布置的有限元分析

附着式升降脚手架已经成为了建筑脚手架的主流,桁架作为附着式升降脚手架的主要受力构件,对架体稳定性具有决定性的影响,因此研究桁架设置的位置、数量对架体结构体稳定性能的影响很重要。文章以三跨四机位的附着式升降脚手架结构为研究对象,利用ANSYS有限元软件,通过对不同桁架设置组合形式下形成的静态应力和静态应变云图分析对比,统计分析架体整体受力应力及挠度变化情况,判断架体的结构整体稳定性能。研究结果表明:基于实例的架体底层大桁架必须设置,再增设底层内部小桁架和上部一道桁架后,架体整体的应力和位移达到了最优值,可为今后同类架体合理设置桁架数量、位置提供一定参考。

无应力状态法在半穿式连续钢桁架桥设计和施工中的应用

盐城市盐渎路大桥主桥是超大宽度的半穿式连续钢桁架结构,受力复杂,构件繁多,该桥在设计和施工中运用无应力状态法,成桥后获得了与设计目标相一致的内力和线形。文章首先介绍了桥梁概况,然后概述了无应力状态法,在此基础上进行了桥梁无应力构形的确定,最后提出了桥梁施工方法,以供参考。

反向芬克式桁架桥施工分析与监控技术

从理论分析、数值模拟、风洞试验、施工监控及运营监测等多角度出发,深入探索了目前世界上主跨最长的反向芬克式桁架桥梁——杭州运河湾人行桥(15.9+150+15.9)m的结构受力特性、施工难点及应对策略、动力性能,以及振动控制措施。结果表明,施工监控实测数据(包括线形、应力、索力等)与数值仿真分析所得结果高度一致,充分验证了既定施工方案的合理性。同时,运营期的监测数据与有限元计算结果相契合,表明该桥梁结构已达到预设的设计目标。通过风洞试验和数值分析验证了该桥的抗风性能与抗震性能。可为反向芬克式桁架桥梁的建设与发展提供参考与借鉴。

Warren式钢管桁架抗震性能的变参数分析

钢管桁架结构的研究偏向于具体工程实例的研究,没有形成比较通用的设计计算方法。为了得到影响钢管结构力学性能的关键参数,为管桁结构的概念设计提供依据。利用振型分解反应谱法,通过ANSYS有限元软件,对Warren钢管桁架在高跨比H/L、截面宽高比W/h和榀间距S等参数变化下的桁架抗震性能进行了变参数分析。通过分析得到桁架结构的高跨比H/L对Warren式钢管桁架动力响应的影响最为显著。在进行Warren式钢管桁架的设计时,建议将桁架的高跨比控制在1/28以内,截面的宽高比控制在1/2.3以内,榀间距控制在4～6.6 m之间,三个变参数在这一区间取值比较合理。分析结果对于钢管结构抗震性能的概念性设计具有参考价值。

大跨度鱼腹式钢桁架拼装分区与提升点优化分析

针对大跨度钢桁架结构的累积提升施工方法,进行了鱼腹式钢桁架结构拼装分区与提升点优化分析,通过提升施工全过程的数值模拟,根据结构的最大应力和最大位移,确定了合理的分段和提升点数量和位置,并对整体结构进行了全过程分析。结果表明:鱼腹式屋盖结构屋脊和屋檐存在明显的标高差,分段提升时,需将屋脊和屋檐对称分段不少于3段;在结构跨度方向每个分段可根据设备条件设2个提升点,提升点的位置可进一步通过提升过程分析来确定,分析结果可为其设计与施工提供参考依据。

大跨度鱼腹式钢桁架分区拼装滑移施工过程分析

针对大跨度鱼腹式钢桁架结构采取的滑移施工方案,为了确保滑移施工过程的安全,进行了大跨度鱼腹式钢桁架结构滑移施工过程的数值模拟与分析。首先分析大跨度鱼腹式钢桁架结构采取的滑移施工的特点,将滑移过程进行施工步拆分,并对不同施工步进行了模拟和对比分析;其次在分析结构施工过程受力特点的基础上,重点分析了滑移过程中的最不利工况及滑移施工完成后的工况;最后总结对比了此钢桁架结构滑移施工不同施工步下的结构变形和应力反应。结果表明:大跨度鱼腹式钢桁架结构采取滑移施工时,通过分段拼装滑移的施工步拆分,可以有效减小结构施工过程中的内力和变形,滑移介于CS5~CS6之间是滑移施工的最不利工况分段,分析结果可为其设计与施工提供参考。

层叠发射式交叉桁架施工关键技术研究

文章以位于北京市丰台区丽泽金融商务核心区的国家金融信息大厦项目为例,针对其塔楼顶端的层叠发射式交叉桁架结构及造型的复杂性,提出了一种多肢多截面腔体节点的设计深化技术,并对箱体内加劲肋进行优化,优化后使用midas feanx对节点进行有限元分析并调整,最终设计成型,同时为保证制作精度,全程使用自动设备或机器人制作,有效的解决了单节点的9向传力及制作难题。然后发明了一种发射交叉桁架的层叠递推式安装技术,选用ETABS软件对其进行各个施工步骤的精确模拟计算,最终采用层叠递推式安装方法,将原有的三角支撑体系拆分为4个小三角支撑体系,并采用两侧向中间递推的方式,逐步完成4个小三角支撑体系,既达到施工目的,又保证了施工过程中结构的稳定性。

船舶动力设备截断式桁架浮筏减振特性研究

为了减小船舶辅机振动的影响,提出一种截断式桁架浮筏结构,把具有带隙特性的截断式正方格栅结构引入船舶动力设备浮筏隔振系统的设计。研究截断式正方格栅结构的带隙特性和局域共振机理,分析截断式桁架筏架的振动传输特性,比较截断式桁架浮筏和传统浮筏隔振系统的隔振性能。研究结果表明:截断式正方格栅具有较好的低频带隙特性,通过调节几何和材料参数可调整桁架浮筏的带隙范围,截断式桁架浮筏隔振系统可比传统浮筏隔振系统的减振性能提高6.3 dB,具有良好的隔振效果。

拆装式桁架型钢结构建筑集成技术应用研究

拆装式桁架型钢结构建筑具有大空间、刚度大、可重复部署等特点,是一种新型的装配式钢结构体系。拆装式桁架型钢结构建筑采用工厂生产的标准化桁架、钢梁、楼架为主要结构受力构件,桁架与钢梁以系列化连接件进行简单机械连接,形成结构受力体系,除此之外,还包括外挂墙板、内隔墙板、轻钢楼架装饰一体化楼板、集成卫浴等建筑组件,可实现多次拆装。通过对拆装式桁架型钢结构关键的技术进行分析,并结合试验楼项目,着重分析结构受力特点,以及对工程项目采用盈建科有限元分析软件进行弹性反应谱分析和采用MIDAS FEA NX有限元分析软件对关键连接件进行弹塑性分析。分析结果表明拆装式桁架型钢结构建筑具有良好的受力性能和重复使用等特点。项目设计方法和思路可为同类型项目提供参考。

半穿式桁架桥横向稳定性及影响因素分析

以某下穿城际铁路的40 m跨径半穿式桁架桥为工程背景,利用有限元软件MIDAS/Civil建立空间杆系模型,对其运营阶段的横向稳定性进行计算分析;依据相关计算理论对该桥实际状态和理想状态下屈曲模态及影响屈曲稳定性的主要因素进行计算分析,结果表明相较于腹杆横向刚度,上弦杆宽跨比是影响半穿式桁架桥横向稳定性的重要因素,设计中应重点关注上弦杆宽跨比对半穿式桁架桥横向稳定性的影响。

大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系施工分析

大直径筒仓立柱式钢支撑桁架体系具有结构复杂、技术含量高、施工质量要求高等特点。文章以中央储备粮辽东湾直属库建仓项目二期为依托,针对立柱式钢支撑桁架体系施工中存在的问题进行分析。分析结果表明:在立柱式钢支撑桁架体系施工中,把控好塔节组对安装质量和仓顶桁架安装质量,以及严格按照规范要求开展模板、钢筋、混凝土施工,可有效确保施工质量。

拆装式桁架型钢结构建筑集成技术应用研究

拆装式桁架型钢结构建筑(简称拆装式桁架型建筑)是以钢桁架为结构,配备满足功能要求的轻质围护体系,可多次重复拆装的桁架型建筑,是一种典型的标准化建筑。其施工方法高效、装配率高、节约资源。拆装式桁架型建筑的桁架和钢梁通过连接件连接在一起,桁架、钢梁与连接件通过高强螺栓连接。本文以拆装式桁架型钢结构概述为切入点,在此基础上进一步提出了拆装式桁架型钢结构建筑集成技术应用的重要性,并且针对拆装式桁架型钢结构建筑集成技术应用优化措施进行了相应的探讨与分析,希望能为钢结构建筑集成技术应用水平提升以及建筑工程施工质量的优化提供参考和借鉴。

承插型盘扣式桁架替换钢支撑在地铁车站基坑中的应用

随着地铁建设的迅速发展,车站的开挖深度逐步加大再结合车站周边荷载围护形式等因素,多数地铁车站均会设计钢换撑。为减少钢换撑对已浇筑完成结构的影响,同时为降低钢支撑安拆时吊装的危险性及对支撑架体的影响,使用承插型盘扣式桁架来替代钢支撑。承插型盘扣式桁架支撑采用支撑架体水平杆调节支托、与盘扣桁架共同形成内支撑作用。盘扣式桁架替换钢支撑施工技术应用于天津地铁8号线车站基坑工程,实践证明方案具有施工快捷、危险性低、适用性强等优势,但应用在地下三层以下车站还需要在施工技术方面继续深入研究。

大参数桁架式岸边集装箱起重机主梁截面选型分析

岸边集装箱起重机设备的大型化对码头基建承载能力以及设备防风安全提出了更高要求,采用桁架式主梁设计的岸边集装箱起重机设备质量轻,迎风面积小,是岸边集装箱起重机设备大型化与绿色化升级的有效解决方案。文中通过Ansys软件对矩形四片式和矩形三片式2种截面的岸边集装箱起重机桁架主梁进行计算,对比分析了这2种截面的刚度力学性能特点及其在岸边集装箱起重机主梁中的应用条件,为大参数桁架式岸边集装箱起重机的主梁截面选型提供了依据。

大型海洋平台桁架式上部模块建造方案研究

针对大型海洋平台上部模块尺寸大、重量重、易变形等问题,以某大型半潜式生产平台的桁架式上部模块为研究对象,基于国内某大型船厂现有硬件设施条件,对上部模块建造技术进行研究,提出了一套大型上部模块分段/总段划分方案、建造工艺及建造过程中的精度控制方案。该建造方案对海工企业的大型海洋平台实船项目具有一定参考意义。