某不规则多层长途汽车站结构设计及分析

某不规则多层长途汽车站工程主要由长途客运站、公交首末站、换乘连廊及站台雨棚组成。长途客运站主体结构采用框架-剪力墙结构+张弦梁屋盖。换乘连廊采用单排柱柱顶铰接的排架结构。主要介绍了具有多排斜柱、扭转不规则、楼板大开洞、凹凸不规则等多项不规则的长途客运站的抗震性能设计、屋面张弦梁结构设计;分析了钢箱梁+钢筋混凝土Y形分叉柱的换乘连廊的结构特点;剖析了钢箱梁考虑剪力滞效应和受压局部稳定影响的有效截面宽度的计算及Y形分叉柱与横梁、Y形分叉柱柱墩支座选型的设计要点。分析结果表明,所采取的合理结构设计确保了结构安全。

考虑局部屈曲加劲钢箱形构件极限承载力的纤维梁柱模型

大型桥梁加劲钢箱形构件的极限承载力会受到板件局部稳定性能的影响,而目前尚缺乏成熟的可直接计入局部屈曲的高效计算模型。归纳总结国内外钢构件计算方法对局部屈曲的处理方式,明确以有效应力法即采用板件(或加劲板)平均受压应力-应变曲线简化局部屈曲效应的研究思路。通过有限元程序ANSYS二次开发钢板拉压非对称本构模型,提出一种可直接计入局部屈曲的纤维梁柱模型。材料本构模型中受压应力-应变曲线通过小型的加劲板板壳模型得到,且全面考虑了焊接残余应力与几何缺陷。搜集已开展的钢箱梁、钢桥塔及钢拱肋的稳定性试验,采用提出的纤维梁柱模型、板壳模型与传统弹塑性梁柱模型进行分析,展示截面纤维划分策略,验证文中纤维梁柱模型的可靠性与高效性;通过设置不同的缺陷参数,探讨缺陷水平与局部屈曲对各个构件极限承载力的影响。研究表明,随着缺陷水平的严重,局部屈曲会显著降低极限承载力,提出的纤维梁柱单元模型能够有效地预测加劲钢箱形构件的极限承载力,具有较广泛的应用前景。

箱式暗钢托座装配式梁柱节点抗震性能试验研究

针对我国西部地区城镇建设所面临的建设效率低下、质量无法保障,环境保护难以兼顾等难题,提出一种新型箱式暗钢托座装配式梁柱节点。该节点组装简单高效,显著降低了施工现场的工作强度;此外,该节点便于拆装,有利于在构件服役期间进行升级和震后损伤修复与更换。为验证其性能,加工了一组装配式节点模型,开展了拟静力试验,并与一组现浇节点模型进行了对比。试验结果表明,所提出的箱式暗钢托座装配式梁柱节点组装简便,承载能力略大于现浇混凝土梁柱节点的承载力,其破坏模式满足强柱弱梁,节点失效时,装配式梁柱节点的梁体上仅出现少量微细裂缝,而塑性变形主要集中在梁顶的连接件和暗钢托座上,这种设计便于拆卸与更换。

可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构力学性能试验研究

佛山富龙西江特大桥4~26号斜拉索塔上锚固采用可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构,为掌握这种新型索塔锚固结构的力学性能,开展1∶2缩尺模型试验,对滑动副的工作性能、钢锚箱和混凝土塔柱应力状态、钢锚箱与混凝土塔柱间竖向相对滑移量、斜拉索索力传递路径及混凝土塔壁裂缝的发展规律进行研究。结果表明:镜面不锈钢与双组份石墨烯改性氟碳漆涂层组成的滑动副摩擦系数为0.055,适合作为可滑动钢锚箱的滑动副;钢锚箱侧拉板在斜拉索索力作用下处于拉、弯、剪复合受力状态,最大应力为150 MPa,应力水平较低,混凝土塔柱顺桥向最大拉应力仅为0.57 MPa,即使不设预应力也无开裂风险;钢锚箱与混凝土塔柱间的竖向相对滑移量很小,二者间连接可靠,能够很好地共同承受竖向索力;滑动端锁定前,竖向索力几乎全部由钢锚箱的固定端通过剪力连接件传递给混凝土塔柱,水平索力几乎全部由钢锚箱承担,滑动端锁定后,斜拉索索力增量由钢锚箱与混凝土塔柱共同承担;加载至2.5倍标准组合索力过程中,结构依次出现竖向裂缝和水平裂缝,所有裂缝宽度均较小,最大宽度仅0.2 mm。

钢-混结构箱型柱与梁节点钢筋套筒焊接质量研究

某体育馆项目地下室为混凝土结构,地上为钢结构,支撑在从地下室伸出的64根钢(箱型柱)-混凝土组合结构柱上。箱型柱与地下室梁钢筋通过直螺纹套筒连接,直螺纹套筒焊接在箱型柱上。文中分析了钢-混结构箱型柱与梁节点钢筋套筒相关技术要求,保证梁钢筋套筒与箱型柱的焊接质量。

大跨度弧形箱梁加外悬挑倒三角体育场钢结构屋盖施工

研究主要介绍龙港体育中心项目单柱支撑大跨度弧形箱梁加外悬挑倒三角体育场钢结构屋盖施工技术。柱支撑大跨度弧形箱梁加外悬挑倒三角桁架体育场钢结构屋盖在对各种抗风构件的材料、风洞试验类型、安装方式等内容进行了比对,该工法技术、资源及环保优势明显。研究结合单柱支撑大跨度弧形箱梁加外悬挑倒三角体育场钢结构屋盖实际施工工况,阐述了单柱支撑大跨度弧形箱梁加外悬挑倒三角体育场钢结构屋盖的施工工艺、注意事项及应用前景,以供同类工程提供借鉴参考。

墩梁固结钢箱梁设计应用研究

高速公路选线与工程建设中不可避免地需要穿越已有道路或河流,钢箱梁以其跨越能力大、抗弯和抗扭强度大等优点被广泛运用在桥梁建设中,尤其是在曲线桥梁中。在钢箱梁的设计过程中,往往会将钢箱梁与桥墩进行固结,以提高桥梁的抗倾覆性。以实际工程为例,介绍了钢箱梁与其桥墩固结的几种常用形式,并对各种墩梁固结形式在设计和施工过程中需要注意的问题进行了分析。

长期荷载作用下方钢管混凝土轴心受压柱的变形特性

进行了 4个大轴压比情况下方钢管混凝土轴心受压构件变形性能的试验研究。基于 ACI(1 992 )方法 ,提出一种适合于长期荷载作用下方钢管混凝土构件变形的分析模型和计算方法 ,理论结果和试验结果基本吻合。最后 ,分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含钢率。

长期荷载作用对方钢管混凝土柱承载力的影响

考虑长期荷载作用效应的影响 ,进行了 6个方钢管混凝土轴心受压构件承载力的试验研究 ,提出轴心受压时方钢管混凝土的核心混凝土的应力—应变关系模型 ,在此基础上 ,利用数值方法成功地计算出考虑长期荷载作用影响时方钢管混凝土构件的荷载—变形全过程关系曲线 ,理论计算结果和试验结果吻合良好。最后 ,在系统分析长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度等因素影响的基础上 ,提出长期荷载作用对方钢管混凝土柱承载力的影响系数。

钢结构箱形柱与梁异型节点抗剪承载力分析

基于对钢结构箱形柱与梁异型节点形式及受力性能的分析,建立异型节点域的受剪计算模型,并推导节点域在压弯情况下的抗剪承载力计算公式。通过对箱形柱与工字梁和箱形梁异型节点模型的低周反复加载试验,研究轴压比和核心区高度对节点域抗剪承载力的影响,得到节点域的剪力-剪应变滞回曲线;从试验模型的滞回曲线可以看出,异型节点域以剪切变形为主,且具有良好的延性和抗剪承载能力。试验结果与计算分析表明,节点域在小核心区发生剪切屈服,提出的节点域抗剪承载力计算公式与试验结果比较吻合。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接箱形压弯构件的整体失稳极限承载力,采用11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作7个焊接箱形压弯试件,试件截面宽厚比分别为18、12、8,长细比分别为35、55、80。试验内容包括:Q460低合金高强钢的材性试验,三种焊接截面残余应力测试,各试件初始几何缺陷测量及极限承载力试验,从而进行了面内整体失稳压弯构件的极限承载力试验研究;并且把试验结果与我国现行钢结构设计规范计算值相比较。试验研究结果表明:Q460低合金高强钢材性具有高强度,塑性性能良好等特点;Q460高强钢焊接箱形截面残余应力分布形式与普通钢材箱形焊接截面分布基本相同,但是残余应力比降低;压弯构件极限承载力试验结果明显高于现行钢结构规范设计公式计算值,所以应对Q460高强钢焊接箱形压弯构件进行近一步参数分析研究,并得出其实用设计方法。

奥氏体型不锈钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能试验研究

为了研究奥氏体型不锈钢材轴心受压构件的整体稳定性能,对6根奥氏体型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究,在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测。基于试验结果,分析了该类型构件的失稳破坏形态和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范和中国钢结构规范进行了对比。结果表明此次试验数据高于欧洲钢结构规范和中国钢结构规范的设计曲线,设计曲线较为保守。

反复水平荷载下常偏压箱形钢柱抗震性能试验

通过4组16根箱形钢柱在偏心常轴压、柱顶反复水平荷载作用下的拟静力试验,研究轴压比、腹板宽厚比、柱顶弯矩等因素对箱形柱滞回性能的影响.试验表明,当柱顶轴力在腹板平面外的偏心小于b/8(b为翼缘板宽度)时,试件壁板屈曲变形为一个半波,腹板外凸,翼缘板内凹,变形基本对称.试件的塑性变形主要集中在柱根部区域,最大塑性变形一般出现在距固定端0.4～0.5h(h为腹板宽度)处.腹板宽厚比是影响构件抗震性能的主要因素,宽厚比越大,滞回曲线越不饱满,骨架曲线下降越陡,承载力及刚度退化越严重;轴压比的影响次之;柱顶弯矩的影响较小.根据试验结果,提出构件适用于四类抗震等级的定量判定标准及大跨度钢结构中箱形钢柱腹板宽厚比的设计建议.

索塔周日变形特性研究及其应用

根据南京长江第二大桥 195 .4 1m高的斜拉桥索塔柱的实测变形值 ,研究了温度、日照和风速等因素作用对塔柱变形的量值 .利用GPS定位系统动态监测塔柱在风荷作用下的振动特性 .对大桥钢箱梁的定位和安装起到一定的指导意义 .

超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差<4%,且标准差<5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响<3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数.

不锈钢焊接箱形截面短柱轴压局部稳定性能

设计并加工了7个奥氏体型S30408和6个双相型S22253不锈钢焊接箱形截面短柱试件,通过压缩材性试验得出了2种不锈钢板材的力学性能指标,同时量测了试件的几何初始缺陷和焊接残余应力分布形态.此外,在两端固接的约束条件下开展短柱轴压试验,得到了试件的局部稳定承载力和屈曲失效形态.试验结果表明,随着板件宽厚比的增大,其局部稳定承载力逐渐降低.采用ABAQUS建立考虑材料非线性和各向异性、几何初始缺陷和焊接残余应力的有限元模型,对短柱轴压局部稳定性能进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性和可靠性.得到的短柱试验结果和建立的有限元模型可以为焊接不锈钢构件稳定性能的研究提供参考.

节点域构造不同的外加强环式梁柱异型钢框架节点有限元分析

目的找出节点域处不同构造特征对节点的塑性铰的发展情况、破坏特征和抗震性能的影响规律.方法利用有限元软件ABAQUS建立了外加强环式箱型柱-H梁异型钢框架节点的三维有限元模型,对框架节点的节点域处设置不同面积的外加强环板进行建模分析.结果外加强环式箱型柱-H梁异型钢框架节点在节点域1屈服后,在外加强环转角处形成塑性铰,避免了梁端焊缝的开裂,提高了节点的耗能能力.三种节点连接形式的滞回环大而饱满,采用全环板、3/4环板和1/2环板的等效黏滞阻尼系数分别为0.409、0.455和0.379.结论该类异型节点在不同节点连接方式下都具有良好的延性性能、耗能能力和抗震性能,在实际工程应用的设计和施工中建议采用3/4环板.

双相型不锈钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能试验研究

为了研究双相型不锈钢材在轴心受压下的整体稳定性能,对6根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验.在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测.根据试验数据,分析了构件的失稳变形特征和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范(EN 1993-1-4)和中国钢结构规范(GB50017—2003)的计算结果进行了对比.结果表明,试验数据均高于欧洲规范计算值,但整体低于中国钢结构规范方法的计算值;同时说明欧洲规范采用的设计曲线偏保守,而中国钢结构规范所采用的设计曲线应做相应的调整.

不锈钢焊接箱形截面压弯构件弯曲屈曲试验研究

为了研究不锈钢焊接箱形截面压弯构件的弯曲屈曲,该文对5根奥氏体型和5根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了偏心受压试验,试件长细比在55～85,荷载偏心距分别设计为50 mm、60 mm、70 mm,并且在试验前对试件的初始弯曲和荷载初偏心进行了测量。根据试验结果对构件静力承载性能进行了分析,并将试验结果分别与CECS410:2015《不锈钢结构技术规程》和欧洲规范EN1993-1-4中不锈钢压弯构件承载力的计算值进行了对比。结果表明:所有构件均发生平面内的整体弯曲失稳,且整体失稳前没有发现明显的局部板件屈曲;构件承载力随着偏心距、长细比的增大而降低;对于双相型不锈钢压弯构件,依据CECS 410:2015和EN 1993-1-4的计算值较试验结果均偏于安全;对于奥氏体型不锈钢压弯构件,依据EN 1993-1-4的计算值较试验结果均偏于安全,依据CECS 410:2015的个别试件计算结果略低于试验结果,但整体偏于安全。