集中荷载作用下弹性支撑矩形钢管混凝土翼缘工字形梁稳定性能研究

为研究弹性支撑刚度对矩形钢管混凝土翼缘工字形梁稳定性能的影响,开展了集中荷载作用下3根带有不同弹性支撑刚度的矩形钢管混凝土翼缘工字形梁的稳定性能试验,研究试验梁的位移及应变的变化规律,获得梁的失稳形式和稳定承载力。试验结果表明,整个加载破坏过程分为三个阶段,即弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,3根试验梁均发生整体弯扭屈曲失稳。随着弹性支撑刚度增加,梁稳定承载力增大,验证了设置弹性支撑可有效地提高该梁的稳定承载力。在试验基础上,利用ANSYS有限元软件对该梁进行非线性屈曲分析,将获得的稳定承载力与试验结果进行对比,误差均小于5%,从而验证有限元分析方法的正确性。最后,研究了混凝土强度、上翼缘含钢率和腹板高厚比等参数对该类梁稳定性能的影响规律。研究表明,增大上翼缘钢管含钢率和减小腹板高厚比均可明显提高该类梁的稳定承载力,而增强混凝土强度对梁的稳定承载力提高较小。

桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

原竹抱口梁柱节点抗弯性能研究

竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简易钢夹节点J1、贯通螺栓节点J2和自攻螺钉节点J3。每一种节点内部依据不同原竹等级设计3组试件,通过单调加载试验,探究节点弯曲力学性能及破坏特征,得到了3种节点的弯矩-转角曲线。基于弯矩-转角曲线变化特征,提出三折线刚度分析模型拟合节点分段刚度参数值,应用欧洲钢结构规范节点类型判别方法,对节点的半刚性程度进行了验证。结果显示:贯通螺栓节点J2和简易钢夹节点J1属于半刚性节点;自攻螺钉节点J3属于铰节点。研究表明:原竹等级对于简易钢夹节点J1和自攻螺钉节点J3的抗弯性能影响不敏感;对于贯通螺栓节点J2的抗弯性能影响显著,等级为T8时与连接件的协同工作性能最优。研究成果可为现代竹结构应用提供理论依据。

高铁大跨双肢墩连续刚构桥减震系梁地震易损性分析

为了解地震作用下减震系梁对高铁大跨双肢墩连续刚构桥的减震效果,以某主跨180 m的山区高铁双肢墩连续刚构桥为背景,分别建立采用钢筋混凝土(RC)系梁、2种新型减震系梁(可屈服钢系梁与斜交筒式黏弹性阻尼器系梁)方案的全桥有限元模型,对比分析不同系梁方案下的结构损伤、桥面平顺性指标等。结果表明:2种新型减震系梁均不会在地震作用下出现负刚度,新型减震系梁方案较RC系梁方案能有效降低系梁和主墩的结构损伤概率,主墩最大压应变降低83.3%;但减震系梁对震后桥面平顺性指标无明显改善,需采用更具针对性的技术措施。

免支撑施工的组合梁挠度计算研究

免支撑施工浇筑楼板的组合梁挠度计算需分2阶段考虑,浇筑楼板时,在混凝土自重和钢梁自重作用下,只能考虑钢梁的刚度;楼板达到设计强度后,建筑面层永久荷载和使用荷载作用下,可按规范要求的组合梁刚度。现行JGJ138—2016《组合结构设计规范》挠度计算未提及免支撑施工浇筑楼板时的工况,常用计算软件也未考虑该工况,组合梁的挠度计算值比实际挠度小。

高空斜撑钢梁卸载悬挑支模平台体系

本文结合工程实例,通过南宁市某医院项目三层梁板处长悬臂结构混凝土构件的施工应用,研究了高空斜撑钢梁卸载悬挑支模平台体系。结果表明,通过斜撑钢梁的设置进行悬挑支模平台的卸载,可保证现浇结构构件的安全施工。

金沙江特大桥钢桁加劲梁设计关键技术

四川沿江高速金沙江特大桥设计采用单跨1060 m简支钢桁加劲梁悬索桥,主缆中心距27.5 m,垂跨比1/9,吊索标准间距15 m。针对钢桁梁的立面布置、主横桁平联形式、桁架各杆件截面形式等,从结构受力、施工便利性及经济性等方面进行对比分析,最终确定大桥采用7.5 m桁高带竖杆华伦式K形平联钢桁架结构,栓焊结合连接方式,主弦杆及平联采用箱形截面,其他杆件采用H形截面;桥面系采用带小纵梁的密横梁体系正交异性钢桥面板,密横梁间距2.5 m。静、动力计算结果表明,钢桁梁强度、刚度均满足规范要求。设计采用的钢桁梁解决了桥址区运输、安装困难的问题,用钢量小,经济性突出。

基于能量系数的分层装配柔性支撑钢结构体系抗震设计与评估方法

对为了实现分层装配柔性支撑钢结构体系的损伤控制行为,在建立结构体系损伤控制阶段的能量系数抗震需求指标概率模型的基础上,提出了基于能量系数的考虑抗震需求参数概率模型的抗震设计方法与评估流程。选取了一个典型的三层分层装配柔性支撑钢结构体系对所提出的设计与评估流程进行演示说明,分析结果表明:通过该文提出的抗震设计与评估流程所设计的结构能够实现损伤控制的性能目标,即损伤集中在易于更换的柔性支撑中,主框架保持弹性,从而使结构震后没有明显的残余变形。并进一步通过弹塑性时程分析验证了该方法的合理性。

城市轨道交通专用斜撑连续刚构桥关键设计参数研究

以重庆轨道交通15号线跨嘉陵江大桥为工程依托,在考虑结构形成过程的主要受力状态及力学特性的基础上,简化主要受力状态的力学模型,进行主梁斜撑支点、斜撑角度和刚度、墩高关键设计参数系统研究。结果表明:主梁斜撑支点位置对结构弯矩分配影响较大,应按主梁承弯斜撑承压的原则设计支承位置,上弦梁段与跨中梁段长度比宜在0.41~0.53范围;当主梁斜撑支点位置处于合理时,斜撑刚度和角度的变化对弯矩影响较小,但斜撑角度直接决定上弦梁及斜撑的轴力,综合考虑工程经济性,斜撑角度取值宜在25°~45°范围;当斜撑支点位置、刚度和角度取值均合理时,墩高与主跨跨径之比宜大于1/6。

梁板式支撑体系深基坑边桁架板-对撑板刚度比研究

梁板式支撑结构深基坑设计中,引入桁架板-支撑板刚度比概念来分析支护结构不同轴向受压抵抗能力与侧向受弯抵抗能力组合下的受力变形状态。采用MIDAS GTS对某工程梁板式支撑结构计算分析,得出在含桁架(板)构件的梁板式支撑体系进行设计时,可先基于刚度比0.25~2.5初定支撑结构尺寸,后根据工程条件、经济成本来确定支撑结构尺寸。

不均衡开挖对基坑环形支撑系统影响的数值分析研究

通过采用三维连续介质有限元软件建立基坑支护体系模型,分别模拟均衡开挖和不均衡开挖,对比研究不均衡开挖对基坑环形支撑系统变形和受力的影响。不均衡开挖将造成环形支撑系统整体变形量增大,尤其先开挖区域影响更加严重,此外各部位杆件内力发展也不均衡,支撑系统最大变形和内力在基坑开挖初期阶段就会凸显,对基坑安全预警工作十分不利。据此进一步探讨在考虑不均衡开挖的基坑环形支撑系统设计中,如何采取必要的技术措施,确保基坑工程和周边环境的安全。

西安某空间曲面混合框架结构设计与分析

西咸空港综合保税区事务服务办理中心结构高度29m,为不规则空间曲面混合框架结构。采用一系列沿球面经线放射状布置的箱形曲线钢管承重钢肋,实现了建筑空间曲面造型;利用屈曲约束支撑灵活布置的特点,解决了南北建筑不规则平面的刚度不均匀问题;采用金属摩擦摆全向滑动支座,解决了南北建筑独立单元地震作用下相互影响问题。采用YJK和MIDAS Gen软件分别对结构进行小震弹性及中震弹性、中震不屈服分析。结果表明,结构受力性能满足要求,可以达到抗震性能的设计目标。

某抽柱托梁改造的组合梁钢斜撑体系有限元分析

文章以某既有多层框架结构抽柱托梁大跨度改造项目为例,在一至三层拆除双向8.5 m柱网的框架柱,形成25.5 m跨3层高的大空间,创新性选用组合梁+钢斜撑空间复合结构体系。采用MIDAS整体模型分析、ABAQUS有限元软件计算,并与实时监测数据对比分析,论证了该抽柱托梁工程的安全性。结果表明:钢构件的应力比、组合梁的竖向位移及斜撑底节点的水平位移符合规范限值,软件模拟的结果与现场监测结果的走势基本吻合,组合梁+钢斜撑体系安全、可靠,可供类似大跨度工程参考。

紧邻建筑群双圆环内支撑深基坑设计与变形分析

该文以南充市某深基坑工程为例,针对紧邻建筑群的二元结构深基坑工程采用了两层双圆环内支撑结构,同时基坑上部采用了放坡与锚喷的支护结构,使得工程更加经济。地下水控制采用高压旋喷桩止水帷幕和管井降水的综合措施,监测结果表明,支护结构体系位移一般在10mm以内,实测值一般小于计算值,一般小30%左右。该种支护结构能克服紧邻建筑区无法实施锚固工程的局限,同时具有很好的控制基坑周边建筑物的变形和方便施工的优点。研究可为城市复杂环境下的深基坑设计和施工提供借鉴与参考。

招商银行总部大厦核心筒偏置超高层结构设计与关键技术研究

招商银行总部大厦是一栋387m高的超高层建筑,采用框架-偏心筒-环带桁架-伸臂桁架结构体系,核心筒偏置于建筑北侧,设5个伸臂桁架加强层。采用合理设计核心筒剪力墙厚度、增设环带桁架等措施,减小了核心筒偏置对结构的不利影响。在伸臂桁架中通过设置屈曲约束支撑(BRB),提高了整体结构的抗震性能。利用屋顶水箱设置调谐液体阻尼器(TLD),减轻了结构风振效应。大跨楼盖跨中增设钢次梁,减小了楼盖人致振动加速度。同时展开了结构整体稳定性、墙体受拉应力控制、长期荷载下的水平位移控制等多项研究,确保了该核心筒偏置的超高层结构的安全,所采取的设计方法和措施可供同类工程参考。

Three-dimensional multiple optical cages formed by focusing double-ring shaped radially and azimuthally polarized beams

We propose and simulate a method for generating a three-dimensional （3D） optical cage in the vicinity of focus by focusing a double-ring shaped radially and azimuthally polarized beam. Our study shows that the combination of an inner ring with an azimuthally polarized field and an outer ring with a radially polarized field and a phase factor can produce an optical cage with a dark region enclosed by higher intensity. The shape of the cage can be tailored by appropriately adjusting the parameters of double-mode beams. Furthermore, multiple 3D optical cages can be realized by applying the shift theorem of the Fourier transform and macro-pixel sampling algorithm to a double-ring shaped radially and azimuthally polarized beam.

装配式张弦梁钢支撑在深基坑中施工工艺探讨

作为一种新型的钢结构内支撑系统,装配式张弦梁钢支撑克服了传统钢管内支撑在使用过程中的稳定性问题,其桁架式结构结合张弦梁结构,形成了一套具有刚度大、变形小、安全性高等特点的基坑支护系统。张弦梁结构可使施工空间更大,加快出土速度,节约工期。本文结合深圳市某深基坑工程,对装配式张弦梁钢支撑的施工工艺进行探讨。

后加钢支撑加固铁路既有简支桥梁共振响应分析

为了评价桥梁采用后加钢支撑加固后的效果,本文介绍了车桥发生共振的原理,解释了桥梁消振现象的原因;通过有限元分析软件ANSYS及多体动力学软件Universal Mechanism(UM)对桥梁加固前后共振响应进行了分析,计算了桥梁加固前后发生共振时的临界速度,并与理论结果进行了对比。研究结果表明:通过车桥耦合共振分析验证了桥梁竖向共振以及消振时列车临界速度的理论解,而由于引起横向振动的蛇行运动的复杂性,难以求出准确的理论解,但通过车桥耦合分析得到的横向共振的速度在理论的合理范围内;后加钢支撑加固方法只对桥梁横向动力特性有影响,对桥梁的竖向动力特性没有明显影响,也不会改变桥梁的竖向共振特性;列车运行速度较高,列车荷载频率会接近于桥梁的一阶扭转以及二阶横向自振频率而引起桥梁的横向共振,桥梁加固时也应加强桥梁的抗扭刚度;桥梁发生竖向共振时主要是由于列车的竖向加载频率接近或等于其第一阶竖向自振频率;该加固方法成功避免了列车引起的横向共振,可供既有铁路桥梁加固时参考。

浅谈隅撑体系对门式刚架梁整体稳定性的影响

在統一大市场的背景下,设计行为的规范化也势在必行,如何让结构设计更加规范合理,就需要深入研究规范标准,总结设计经验,分享设计心得。在诸多建筑结构形式中,门式刚架结构被认为是最简单的钢结构形式,其体型规则、立面简单、建模快捷、计算方便,以至于很多设计人员没有去研究相关的设计概念和节点构遗。基于此,结合某厂区实际工程案例,选取门式刚架结构形式为分析对象,在门式刚架屋面荷载、风载、地震荷载、屋面坡度等条件不变的前提下,研究了属择体系对门式刚架梁整体稳定性的影响。

复杂环境下深基坑支护体系施工与控制措施

深基坑支护体系在地下工程建筑中应用广泛,尤其在一线特大城市,由于场地越来越局限,其支护体系的可靠性对工程安全和质量影响重大。本文阐述了深基坑采用止水帷幕+排桩内支撑梁和地下连续墙两种支护体系组合的方法,分析了具体的支护方案设计关键点和难点,总结了组合支护体系的施工工艺流程,对具体的工程应用具有实际的指导意义。