型钢拱架日光温室结构稳定性能及参数分析

型钢拱架日光温室结构的主要受力构件长细比大,暴雪等极端灾害天气下易引发结构失稳灾变。针对此问题,该研究利用弹塑性力学理论和非线性有限单元法,建立型钢拱架日光温室结构精细化有限元模型,开展雪荷载下日光温室稳定性能分析;通过对型钢截面类型(平椭圆形截面、箱形截面和几字形截面)、温室跨度(8、10和12 m)、雪荷载分布形态(分布厚度非均匀和分布区域不对称)等参数下日光温室失稳全过程分析,分别确定日光温室稳定承载力,揭示雪荷载分布对日光温室稳定承载力的量化影响;结合日光温室的荷载系数-位移全过程曲线和不同加载时刻点的变形图、应力图、轴力图与弯矩图,从直观现象和内在本质两个层面深入探明日光温室的静力失稳机理。分析结果表明:在保证不发生平面外整体失稳的前提下,当型钢截面面积和翼缘宽度相同时,相较于箱形截面型钢、几字形截面型钢,采用平椭圆形截面型钢拱架的日光温室稳定承载力分别提高了19.2%和44.2%;跨度对日光温室稳定承载力的影响较大,与8 m跨度相比,10、12 m跨度的日光温室的荷载系数分别下降了27.1%和57.9%;相较于均匀分布雪荷载,在非均匀分布雪荷载下日光温室的稳定承载力最大下降63.8%;相较于不设置拉杆和撑杆的情况,单独设置拉杆的日光温室稳定承载力最大可提高9.0%,单独设置撑杆的日光温室稳定承载力最大可提高66.8%。该研究得出的结果和给出的建议可为型钢拱架日光温室结构抗雪设计、稳定性研究和防灾分析提供技术指导和理论参考。

不平衡高差场地条件下软土基坑对撑支护设计分析

为了研究不平衡高差场地下软土基坑对撑支护方案,以珠海地区典型软土基坑为研究背景,利用Midas GTSNX有限元数值分析软件,针对3种支护方案进行数值模拟分析,得出了适合不平衡高差场的支护设计要点。研究表明:高差较大的软土基坑两侧土压力不平衡,对撑支护条件下深侧基坑向坑内位移较大,并可以引起浅侧基坑向坑外位移;坑内加固+桩外主动土加固的支护形式对基坑变形有明显抑制作用,若配合浅侧先挖的施工措施,对进一步控制基坑变形更有利;采用有限元数值分析软件进行不同支护方案的决策选型具有可行性。

大型市政工程深基坑支护设计优化与应用研究

市政工程深基坑支护设计优化多偏重于缩减构件尺寸和数量等直接成本,而忽视缩短工期带来的间接效益。以湖北省武汉市黄孝河CSO调蓄及强化处理设施深基坑项目为背景,详细阐明了从结构平面、支护体系、支撑体系和降排水等方面的优化思路,打破了传统“流程式”的设计思路,为深基坑支护创造敞开式作业条件,以便各专业施工作业,可从多维度节省工期,其产生的经济效益、社会效益和环境效益显著。

联合载荷作用下撑杆结构极限强度研究

超大型浮体结构在复杂海洋环境下承受多轴载荷共同作用,使得刚度较弱的撑杆结构极易发生破坏,从而影响整个浮体的安全和可靠性。文章以超大型浮体撑杆结构为研究对象,基于模型相似理论,进行了压扭联合载荷作用下撑杆结构极限强度试验模型设计,并开展模型试验研究。通过数值仿真方法与试验结果的对比分析,验证了数值仿真方法的正确性,并据此开展实尺度撑杆结构在不同扭转载荷作用下的压缩极限强度数值仿真计算,给出了压扭联合载荷作用下撑杆结构极限承载能力计算简化公式,为撑杆结构设计提供支撑。

H+Hat组合型钢板桩在基坑工程中的适用性研究

由于组合式钢板桩能重复应用于基坑支护工程中,较之桩支撑支护方案,其经济性较优。以某城市建筑基坑工程为例,采用极限平衡法和数值模拟对H+Hat组合型钢板桩在基坑工程中的应用进行了计算和分析。从技术经济性、施工速度、施工复杂程度、适用范围以及环境影响等方面将该组合式钢板桩与传统的桩支撑支护方案进行对比研究。结果表明,H+Hat组合型钢板桩应用于城市基坑工程是安全、可行的,可供基坑支护方案比选时参考借鉴。

拉链柱式中心支撑钢框架构件抗震设计方法

针对拉链柱式中心支撑钢框架结构中相关结构构件(拉链柱、支撑跨柱)设计方法研究较少、有关此类体系抗震性能如何还不十分明确的情况,提出了基于SRSS内力组合原则的拉链柱、支撑跨柱的设计经验公式。基于此建议设计了6层和12层拉链柱式中心支撑钢框架结构算例,并与悬挂拉链柱式中心支撑钢框架结构算例的自振特性、用钢量、多遇及罕遇地震下的动力响应等指标进行了比较。结果表明:两类算例的动力响应类似,均可满足抗震规范GB50011"小震不坏"、"大震不倒"的抗震设防目标。因按本文方法设计的结构用钢量较少,综合抗震性能较优,建议拉链柱以及支撑跨柱采用本文方法。

蔬菜机械嫁接用接穗与砧木力学特性研究

蔬菜设施栽培存在土壤传播的连作病害,即重茬种植后出现减产甚至绝产,特别是黄瓜、西瓜和甜瓜尤为严重。该病害无特效防治农药,只能通过嫁接育苗技术加以解决。为此,以开发蔬菜嫁接机砧木夹具、接穗夹具、插签夹具等为目的,对嫁接用接穗和砧木的力学特性进行了试验研究。通过试验与数据分析得出接穗和砧木的安全压缩比、最大的切削阻力、打孔阻力、稳定压力和压缩量,作为嫁接机的设计基础数据。

斜拉翼结构刚度分布与重量特性

多学科优化设计的研究结果表明,斜拉翼在不增加悬臂翼结构重量的情况下能显著提高展弦比和降低诱导阻力,使得斜拉翼飞机整体性能明显优于悬臂翼设计。但这些研究没有对支撑结构与主翼之间采用何种联接型式给出相应的讨论,也未对机翼刚度布局情况给出相应参考,不利于飞机总体布局方案的选择。本文从力法入手,用四板模型简化斜拉翼结构剖面,给出常见斜拉翼和其支撑结构的刚度布局和联接形式以及结构重量遗传算法寻优的相关结果。结果表明,以铰链方式联接支撑结构与联接段结构的斜拉翼结构布局方式有最好的重量特性。

桩撑支护体系施工全过程桩身弯矩演化与分析

在基坑支护设计中,现有的计算方法很难真实地反映桩撑支护体系在实际开挖和主体结构施工过程中排桩内力的分布与演化规律。因此,依托郑州市轨道交通1号线二期河工大地铁车站实例基坑工程,通过实测基坑开挖和主体结构施工过程排桩钢筋应力,反算得到各个工况下的桩身弯矩。分析桩撑支护体系中排桩在施工全工程中弯矩的分布和演化规律,发现桩身弯矩在主体结构施工和支撑拆除阶段会发生重新分布。将支护排桩弯矩实测值与计算值进行对比,发现实测值略小于增量法计算结果,而经典法结果相差较大,说明对于桩撑支护体系增量法计算结果更为经济合理。

兰州地铁车站深基坑支护选型分析与数值模拟研究

为了积累兰州地铁车站深基坑设计和施工经验,依托兰州地铁某车站对常用支护方案进行对比,选定钻孔灌注桩加钢管内支撑方案,同时,采用FLAC^(3D)软件,对基坑典型断面的施工过程进行三维数值模拟分析。结果发现:基坑开挖初期,桩顶水平位移较大,沿桩身呈前倾型分布;随着基坑开挖,位移较大部位不断下移,钢管内支撑施工后,支护桩的水平位移曲线呈")"型分布,最大值大约位于距离坑底1/2~1/3倍坑深处;坑边最大沉降点距离坑边一般约为桩体外侧5 m^10 m的区域,沉降影响范围约为1.5倍~2倍基坑深度,后续车站支护可采用适当优化的钻孔咬合桩+钢管内支撑的方案;对于兰州地区基坑降水工程,当降深不是很大、水文地质条件相对简单时,一般可采用坑外管井降水加坑内明排措施。

刚架拱桥斜撑破坏及加固后可靠性分析

根据刚架拱桥结构的受力特性和构件本身存在的缺陷,利用斜撑的ANSYS实体模型分析刚架拱桥斜撑的破坏机理,以弹模的降低来模拟斜撑湿接缝处混凝土强度的衰变.研究表明湿接缝处混凝土强度不足是斜撑破坏的主要原因,并对斜撑加固后的可靠性进行分析,预测了斜撑的剩余使用寿命.

构造因素对扣件式钢管高大模板支架承载力的影响

以现场调研为基础,借助有限元软件SAP 2000建立模型,分析高大模板支撑体系的剪刀撑、扫地杆及钢管壁厚在体系几何尺寸不变的情况下对其屈曲承载力的影响.结果表明:竖向剪刀撑单向设置时,其设置方法对架体承载力影响很小;竖向剪刀撑双向设置时,其设置方法对架体承载力影响很大;架体承载力受扫地杆设置和钢管壁厚的影响较大.

塔架交叉斜杆考虑屈曲相关性的稳定承载力

单角钢交叉斜杆是塔架结构常用的部件。由于构造关系,杆端不仅有力的偏心,还有转动约束,偏心情况又随构造而异,使受压斜杆稳定计算十分复杂。现行输电塔架的技术标准都把它简化为轴心受压杆件来算,但方法比较粗略,可靠度不均衡。本文依据弹性稳定理论,考虑屈曲时构件的相关性,并结合具体构造进行分析,得出精度和可靠度比较好的实用计算公式。建议方法的特点之一是对连接于单角钢主杆的交叉斜杆和连接于十字形双角钢主杆的交叉斜杆区别对待,特点之二是具体考虑杆与杆之间和杆段与杆段之间的相关关系,提出的计算公式和试验资料符合较好。文中还讨论了对单角钢斜杆限制其宽厚比的意义和超限杆承载力计算,以及杆端连接螺栓数量对承载力的影响。

密肋壁板结构弹塑性计算模型研究

密肋壁板结构中多种材料及构件的使用与嵌套,使实体计算模型比较复杂,故对于整体结构在地震动作用下的全过程受力分析,需提出结构的弹塑性简化计算模型。根据不同的分析目的,结合课题组前期研究成果,提出密肋壁板结构在弹塑阶段两种简化计算模型-刚架-等效斜压杆模型和刚架-整体斜撑模型。利用前期墙体拟动力试验研究结果,采用刚架-等效斜压杆模型对结构进行推覆及动力反应分析,验证模型的正确性;利用前期1/10比例振动台试验研究结果,采用刚架-整体斜撑模型对结构进行时程分析,验证刚架-整体斜撑模型的正确性。理论与试验表明:刚架-斜压杆模型具有一定的计算精度与实用性,适用于密肋复合墙体的非线性数值分析;刚架-整体斜撑模型兼顾高效性与精确性,适用于整体结构在大震下的弹塑性时程反应分析。

深基坑组合型钢内支撑构件平面内稳定分析

深基坑组合型钢内支撑构件平面内受力特性相当于具有多道弹性支撑杆的钢柱,弹性支撑杆的刚度为托架水平抗侧移刚度,该刚度一般小于支撑的门槛刚度,刚度贡献在设计时常被忽略。采用能量法对设有2至10道弹性支撑杆的轴压钢柱的平面内稳定性能进行分析,推导对应不同屈曲半波数的弹性临界荷载与支撑杆刚度之间的通解,在此基础上进一步得出不同屈曲半波数转折点对应的支撑刚度。与传统曲线拟合公式相比,计算精度有一定提高。分别对长度120 m,下设9道托架、长度60 m,下设4道托架的2个组合型钢内支撑构件进行平面内稳定分析。研究结果表明:当托架采用排架形式时,组合型钢内支撑构件计算长度系数降低5.6%~15%,但当托架采用刚架形式时,内支撑构件的计算长度系数可降低28%~50%,充分利用托架的水平抗侧移刚度可产生明显的经济效益。

花瓶墩受力实用分析方法对比

为深入研究花瓶墩实用设计方法,分别采用撑杆-系杆体系法、拉-压杆模型法对某实体花瓶墩进行了受力分析,并结合线弹性有限元法对比2种方法的计算结果;在此基础上,对花瓶进行了墩配筋设计,并采用弹塑性有限元法验证了配筋设计的合理性。研究结果表明:简化计算方法与有限元模型所得结果相比均偏安全,2012规范中的拉-压杆模型方法所得结果与有限元结果的差值最小,在进行初步设计及配筋时,可作为简化计算依据。

某超高层建筑斜撑—柱转换结构节点力学性能分析

为了研究斜撑—柱转换结构节点在最不利内力下的应力分布和变形情况,利用有限元软件ABAQUS对其进行了数值建模和分析,结果表明,在最不利内力下,该类型上下节点均满足承载力要求;在中震作用下节点处于弹性状态,节点的力学性能能够达到设计目标。

门式刚架轻型钢结构厂房设计中的几个构造问题

对门式刚架轻型钢结构厂房的隅撑、抗风柱布置及节点从设计和施工角度做了较详细的探讨,并对撑杆的作用及布置做了分析,指出了较简单的安装方法.

门式刚架水平支撑和柱间支撑内力计算分析研究

本文把门式刚架、水平支撑和柱间支撑组成的结构体系力学模型,看成是一个空间单层网壳,其中,门式刚架的柱和斜梁作为梁柱单元,水平支撑和柱间支撑作为二力杆单元,与柱和斜梁铰接连接;采用浙江大学建筑工程学院的设计软件MSTCAD对其受力机理进行分析研究,并用一个实例说明支撑结构的内力分布规律。

钢结构斜撑节点力学性能研究

为了满足建筑功能需要,斜撑节点外接梁的布置变得越来越复杂。结合实际工程节点的模型试验,采用有限元软件ANSYS对其进行数值分析,通过对比分析进一步了解到该类型节点的受力性能和传力机理,其分析结果可供设计参考。