新型密柱支撑张弦铝合金结构设计与施工关键技术研究

世博温室项目屋盖为任意不规则曲线组成的无曲率平面,采用异形多边形网格加大透光率,基于这些特点,选型最终定为张弦铝合金网格结构。本项目挤压出新型“日”字型挤压铝合金构件以更好地承受屋盖面内弯矩,保证杆件与整体结构平面内有效传力。设计了新型刚接板式节点并通过足尺试验和精细化有限元分析研究了节点刚度与极限承载力,试验及有限元对比分析结果表明,该类节点有较高的抗剪、平面内和平面外承载力。阐述了弯扭构件数字化加工工艺及不规则铝合金特殊单元式的装配式预拼装技术,引入立面幕墙与主体结构一体化设计技术,其中立面幕墙面板设计首次通过整体协同分析考虑了主体结构变形的影响,计算结果表明设计构造满足要求。重点说明了双向正交布置拉索的施工张拉模拟计算方法,验证了索力分级张拉时结构处于安全状态,张拉完毕结构变形满足要求。

设计更改在装配关节图上的传播

设计更改的连锁反应效应可能导致不可预计的后果,为了更好地获取更改在零件间的传播过程,提出基于装配关节图的更改传播求解方法.装配关节图以机件内部所有与装配特征相关的几何特征为研究对象,零件间的连接关系和零件内几何特征间的空间关系分别用装配关节和变换矩阵表示;作用于几何特征的设计更改表达为特征坐标系下的变换矩阵,更改在关节图上的传播按机器人学中的正运动学问题求解,并在关节处根据自由度进行消解;在装配关节图上层层递进的更改传播求解与人工干预的更改方案的确定及实施交替进行.最后基于Pro/E平台二次开发的应用系统验证了该方法的可行性.

高速列车引起半刚性节点装配式结构振动分析

为了研究高速列车运行所引起半刚性节点装配式混凝土框架结构的振动,建立轨道-路基-土体-结构的三维有限元计算模型,研究节点平动和转动刚度对结构3个方向振动响应的影响,分析车速、轴重、距离和土体性质对结构振动响应的影响规律。结果表明,转动刚度的变化对装配式结构振动响应的影响比平动刚度更大;节点刚度变化对结构水平方向振动的影响比竖向更明显;车速和距离对转动半刚性变化引起的X和Y向加速度峰值的减小幅度的影响很小,但会明显影响X和Y向位移峰值的减小幅度;地基土的剪切波速对Y向加速度峰值减小幅度有影响;轴重对X和Y向的加速度和位移峰值减小幅度的影响都非常小。

装配式L形截面夹芯组合剪力墙节点抗震性能试验

为研究装配式L形截面夹芯组合剪力墙节点的整体工作性能,设计了由环形水平钢筋连接试件及水平贯通钢筋连接试件共两类。详细考察了试件的工作状态、破坏机理、滞回性能、刚度退化及耗能等变化规律,并对其延性性能进行了评价。结果表明:试件发生了典型的弯剪破坏,主要集中在腹板脚部混凝土被拉裂或压碎、钢筋拉长或压弯。通过对比分析发现,环形水平钢筋连接试件的开裂、屈服、峰值荷载及相应的变形均得到大幅度的提高;通过对耗能性能进行评估,得出的结论一致等。说明环形钢筋可以有效增强腹板与暗柱、翼缘与暗柱之间的连接,有助于综合提高试件的抗震能力。

新型梁柱装配式刚性节点三种设计方法对比分析

梁柱装配式刚性节点是一种新型节点,它具有构造简单、整体性能高、安装方便等优点。分别采用等强度设计法、精确设计法和简化设计法对新型梁柱装配式刚性节点进行设计。在此基础上,考虑几何、材料和状态三重非线性,利用ABAQUS软件对节点进行了非线性有限元分析,得到了节点在单调荷载作用下的荷载-位移曲线及低周反复荷载作用下的滞回曲线,研究了按不同方法设计的节点的力学性能。研究结果表明:按照等强度法设计的节点具有较高的承载力,且在低周反复荷载作用下的滞回曲线较饱满,滞回环面积较大,表现出了良好的耗能性能。建议在设计此种形式节点时,优先考虑等强度设计法。

装配式半刚性梁柱螺栓连接节点抗震性试验研究

为研究8.8级高强度螺栓连接的装配式梁柱边节点的抗震耗能性能,对螺栓连接的装配式混凝土T形梁柱节点构件的梁端进行低周往复加载试验研究。文章采用ABAQUS软件对结构节点在低周往复加载作用下进行数值分析,并与试验数据进行对比验证试验节点的合理性。结果表明,该预制装配式混凝土结构节点通过高强螺栓的连接可以提高结构节点抗震耗能的设计要求,钢板对混凝土也起到了一定的约束作用。为了更进一步地研究节点的耗能性能,基于节点的试验结果,采用不同轴压比设计参数对梁柱节点进行拟静力试验的数值模拟分析。

鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术

鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70) m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85 m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5 m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90 cm湿接缝作为悬臂拼装施工调整空间。为改善正交异性钢桥面板的疲劳性能,该桥正交异性钢桥面板采用厚边U肋技术,对U肋边缘进行局部加厚,在材料用量基本不变的条件下,将U肋与桥面板连接处70 MPa疲劳细节的等效加载次数提高到常规U肋的1.63倍。为提高钢桥面铺装的耐久性,该桥采用极限拉伸应变≥2%的高韧性混凝土+沥青的铺装方案,实现了钢桥面与铺装的协调变形。

装配式钢结构住宅半刚性节点抗震性能的试验研究

针对目前半刚性节点在装配式钢结构住宅项目中的应用数据和经验不足的问题,为达到结构延性设计的目的,进行了足尺寸梁柱节点拟静力试验研究,获得了节点试验破坏过程、节点破坏模式、承载性能及滞回性能。试验结果表明:角钢钢肢厚度与破坏模式对承载力影响较大,替换角钢对节点承载力影响不大;角钢钢肢厚度、修复性替换角钢以及破坏模式的不同均会影响刚度;提高角钢钢肢厚度会降低节点延性;角钢钢肢厚度和梁腹开孔控制距离后对耗能影响并不大。该节点构造简单,造价合理,可用于地震区的抗震设计和震后建筑物的修复。

装配式圆形衬砌接头刚度计算方法

该文考虑衬砌接头对内力和位移的影响,就衬砌的接头刚度计算进行了研究和探讨。作者从研究开裂钢筋混凝土的截面刚度出发,导出了接头的截面刚度,并进一步阐述了拼装结构在长效轴力作用下对接头的刚度影响。

现行建筑抗震设计规范多高层钢结构梁柱刚性连接设计方法的技术矛盾

对我国现行《建筑抗震设计规范》中关于多高层钢结构房屋梁柱刚性节点连接的设计规定进行了深层次分析,指出该规定与同一规范第5.4.2条的"强连接"要求存在矛盾。在相同设计条件下按照规范的规定做多遇地震作用下的连接设计时,可分别设计出三种抗震性能相差悬殊的连接作法。按照规范公式Mu≥1.2Mp进行中震或大震作用下弹塑性阶段的抗震连接计算时,得出的结果却不能满足抗震要求,存在安全隐患。为了确保满足规范第5.4.2条应实现"强连接"的抗震设计强制性条文规定,提出了相应解决方案,针对所讨论的问题进一步推出几种耐震型连接节点作法和相应的计算方法,推荐了既有良好抗震性能又较符合我国国情的新型节点形式。