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。

青岛伊甸园温室馆软土地基大跨度钢拱壳结构关键技术研究

青岛东方伊甸园温室馆位于海边盐碱地,整体高度约57.4m,结构呈“水滴形”。钢屋盖短向跨度133.5m,长向跨度193m,上覆ETFE气枕。本项目面临风荷载为主控的结构选型,大跨度钢拱壳结构外推力的有效平衡,软土高腐蚀性地基的不利影响的处理,钢结构节点的设计等众多技术难题。结合本工程的成功实施,介绍了位于软土地基上的大跨度钢拱壳结构所遇到的问题、解决方法和采用的关键技术。重点介绍了主控荷载作用下结构形体参数化找形、钢结构构成逻辑、整体结构设计理念、针对高腐蚀性的软弱地基处理策略、钢结构关键节点设计方法、钢结构屈曲稳定分析、场心地基处理对被动桩的有利影响。结果表明:结构设计合理,经济安全。

大跨度螺栓球型网架设计与安装技术研究

文章结合太原武宿综合保税区(阳曲园区)一期基础配套设施建设项目,介绍了大跨度螺栓球型网架结构的特点,阐述了网架设计的原则及其制作与安装方案,就网架的安装施工流程、施工要点和施工质量控制进行研究,极大地减少了高空作业的危险因素,使施工更加安全可靠,同时也提高了施工效率,为施工中各项工序穿插作业创造了便利条件,有效保证了工程建设施工的整体质量。

大跨度螺栓球节点钢网架安装施工技术

网架结构具有重量轻、刚度大、抗震性能好等优点,并且利于成批生产,容易保证构件加工质量。湖北省襄阳市襄阳港小河港区综合码头散货货棚采用正放四角锥网架,节点为螺栓球节点。文章通过网架安装工程,详细介绍了大跨度螺栓球节点钢网架“山墙起步与高空散装相结合”的施工方法,从施工难点及解决措施、施工方法的选择、网架施工、施工质量控制等方面介绍了大跨度螺栓球网架工程的安装施工技术,以期为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。

某大跨船形钢结构设计

某大跨多层建筑位于上海市浦东新区,屋顶最大平面尺寸87.5m×38.0m,3层平面以上空间结构呈椭圆船形。结构内部由三处钢框架-支撑筒作为落地竖向支撑,辅以弧形钢网格+桁架梁以实现。针对其扭转不规则、楼板不连续、侧向刚度不规则、体型收进等不规则项以及大跨、大悬挑、连体等结构特点,本文进行了多模型对比分析、抗震性能化设计、非线性稳定分析、舒适度分析以及节点有限元分析等,确保结构安全可靠的同时,又满足建筑功能的舒适性,可作为类似工程的参考。

冷缠防腐技术在洗煤厂螺栓球节点网架钢结构上的应用

不连沟洗煤厂螺栓球节点网架钢结构原有涂层防腐失效后急需一种满足现场施工使用要求的防腐材料来提供新的防腐蚀保护。冷缠防腐技术以其表面处理要求低、可在潮湿环境下施工,同时具备阻燃特性等特点,完美的契合了煤矿洗选系统的要求,在提供长效防腐保护的同时也为生产的连续性、安全性带来了保障。

高强度螺栓疲劳缺口系数的有限元分析

螺栓球节点网架结构在悬挂吊车作用下的疲劳是工程界和学术界关注的热点,该结构的疲劳关键是高强度螺栓的疲劳。该文借助ANSYS有限元软件;选取常用的M14、M20、M24、M30、M33、M39、M52、M60共8种规格40Cr制高强度螺栓为分析对象;采用20节点的SOLID95单元类型进行三维实体建模;在重点定量探讨螺栓直径、螺纹升角、螺纹牙根圆角半径及螺栓球四个主要影响因素的基础上,建立了适用于各种规格高强度螺栓疲劳缺口系数的通用计算公式,数值区间为4.35―4.89。该文的研究结论揭示了应力集中和疲劳源的关系,为进一步以热点应力或热点应力幅为参量建立螺栓球节点网架结构疲劳计算方法奠定了理论基础。

空间网格结构焊接空心球节点刚度研究综述

焊接空心球作为空间网格中最常用的节点形式之一,自20世纪中期出现以来被广泛用于体育场馆、博览会展和工业设施等各类建筑中的空间网格结构.国内外学者针对焊接空心球节点从理论推导、数值模拟、模型试验和工程实践等方面开展了大量的研究并取得了丰富的成果.本文在概述焊接空心球构造形式和承载力等方面研究成果的基础上,首先对焊接空心球的节点刚度研究方法、影响因素和刚度计算公式等方面的成果进行系统总结,对比分析了不同的刚度计算公式,进而对考虑节点刚度影响的空间网格结构力学性能的研究成果进行了分析,总结了节点刚度对不同结构性能的影响规律,最后提出了目前焊接空心球节点刚度研究存在的有待进一步完善之处.

网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题研究进展

在悬挂吊车作用下网架结构的疲劳问题备受工程界和学术界的关注,但网架结构是否存在疲劳问题,如何进行疲劳验算,《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)以及《钢结构设计规范》(GB50017-2003)之中至今尚无明确规定,这极大地制约网架结构在工业厂房中的推广应用.本文广泛收集并列举了52例国内设置悬挂吊车的网架结构工程事例,明确提出网架结构在悬挂吊车作用下应该进行疲劳验算的论据.高度概括了20多年来国内学者针对网架结构常用的焊接空心球节点以及螺栓球节点疲劳性能所取得的理论与试验研究成果.最后,指明了网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题亟待解决的热点以及研究的有效途径.

铝合金结构在我国的应用研究与发展

铝合金材料可应用于人行桥、门架和大跨度空间网格等结构体系,笔者对国内铝合金材料在这些结构中的应用和发展作了介绍。其中,空间网格是铝合金材料应用最广泛的结构体系,而板式节点是空间网格结构的主流连接形式,对板式节点在国内的研究情况作了简要回顾。此外,还简要介绍了国家标准《铝合金结构技术标准》的重编情况。

三轴六动机构的PLC控制

为解决因大型空间网架结构各类节点装配时手工焊接精度难以保证而影响空间网架结构内力分布等问题,将可编程控制器(PLC)控制技术应用到三轴六动机构的控制中。开展了节点与支托在网架结构中的空间位置分析,提出了采用SFC流程步进指令与功能指令设计手控、自动返回原点、自动运行等程序控制脉冲频率与脉冲数来驱动机构的运行,依靠可编程控制器(PLC)控制机构绕各自轴转动与平动以调整网架结构节点与支托靠模空间相对位置,从而保证各类节点焊接组装精度的方法。在模拟设备上对PLC控制下的三轴六动机构进行了评价,并进行了空间网架结构焊接组装精度试验。研究结果表明,PLC应用在三轴六动机构的运行控制上,能够充分发挥其系统配置灵活、安装操作简单等突出优点,解决了网架钢结构节点空间定位难等问题。

网(壳)架及轻钢结构设计、施工及检验的有关问题探讨(上)

了解规范的来龙去脉,有助于灵活处理工程中遇到的相关问题.本文探讨网架、网壳及轻钢结构的设计、施工、检验中的有关问题,主要内容包括:空心球厚簿不匀;螺栓球节点"马蹄缝"、"假拧";螺栓球网架起拱及挠度控制;高强螺栓的材料、级别、等强;混合节点;施工安装验算;钢材与杆件拼接;焊缝等级、缺陷、可焊性及化学成份;杆件旁弯,试验及加固;荷载与侧移等.

焊接空心球节点钢管焊趾处应力集中试验研究与有限元分析

采用试验和有限元的方法研究了焊接空心球连接节点中钢管焊趾处的应力集中特性。研究表明:焊接空心球连接节点的钢管焊趾处的垂直焊缝应力、环向应力和径向应力均为拉应力,其中垂直应力最大,环向应力约为垂直应力的1/2,径向应力最小。钢管焊趾处的热点应力随空心球外径和钢管壁厚的增大而增大,随空心球壁厚、钢管外径和焊脚尺寸的增大而减小。建立焊接空心球节点钢管焊趾处的热点应力集中系数求解公式,为建立以热点应力幅为参量的焊接空心球节点钢管焊趾处的疲劳设计方法奠定基础。

混凝土边距对平板支座抗震性能影响的试验研究

为探究复杂受力状态下,混凝土边缘到锚栓的距离对网架平板支座的抗震性能和受力机理的影响,分别针对不同混凝土边缘距离的两个平板支座足尺试件进行拟静力加载试验,对平板支座破坏模式、滞回曲线、箍筋应变进行分析。试验结果表明:在复杂受力状态下,平板支座的运动伴随着平动和转动,竖向压力较大可阻碍锚栓周围混凝土被推出,混凝土边缘距离的改变对平板支座极限承载力影响较小;在大位移阶段,边距较小一侧边缘混凝土发生明显破坏,此时平板支座丧失继续承载能力;钢筋混凝土结构中的箍筋对避免混凝土边缘破坏贡献显著,与加载方向垂直的边缘箍筋承受弯曲变形,平行于加载方向的箍筋承受拉力。对于与平板支座连接的混凝土柱顶,按照一般钢筋混凝土柱的配筋可充分发挥箍筋作用,但需严格保证首层箍筋深度,对首层箍筋深度确定方法提出建议。当保证混凝土边缘距离时,大位移阶段将发生混凝土顶面承压破坏。

计算机辅助螺栓球节点设计

结合网架 (网壳 )CAD软件开发 ,提出了一种螺栓球节点设计的方法 ,利用该法进行节点设计 ,在有限元分析确定各杆轴力和管径的基础上可将螺栓球节点各构件一次性确定 ,避免了试选和反复验算 并对螺栓球设计公式进行了修改 ,利用修改后的公式进行设计 ,可大大减轻设计、绘图。

现代竹结构建筑研究

本文首先总体论述了竹子作为绿色建材在现代建筑结构中的应用特性,然后介绍了若干经典案例,归纳其空间和结构特征,最后对现代竹节点技术进行归类剖析。

先进复合材料格栅结构制造工艺技术的研究进展

介绍了复合材料格栅结构的特点及发展现状,并回顾了传统复合材料成型工艺方法和格栅结构的早期制造方法。另外,介绍2种新型的格栅结构加工方法,即混合加工法、膨胀模块加工法以及改进的格栅结构:互锁复合材料格栅结构、加套管的槽形连接格栅结构和TR IG结构;并分别说明了每种结构的优点。其中重点介绍了混合加工法并从理论上推导其可行性。最后总结了复合材料格栅结构制造工艺的发展趋势。

十字形板-焊接空心球节点热点应力集中的有限元分析及试验研究

十字形板-焊接空心球节点作为网架结构设置悬挂吊车常见的吊点形式之一,其节点的热点应力集中程度直接关系到其疲劳性能。基于ANSYS有限元分析和节点静力试验,重点针对该类节点中热点位置和应力状态进行分析;采用多因素分析法对以5种因素匹配而成的21个节点模型进行模拟。静力试验和有限元分析结果表明:节点板肋端部焊缝焊趾球面处为最不利位置,即节点热点;节点热点处径向应力远大于环向应力,两者相差1.5~3.3倍;焊接空心球直径、十字形板厚与节点热点应力正线性相关,其余3种因素与其热点应力负线性相关;基于上述5种因素,初步建立了该类节点热点应力集中系数的计算式。

配玻纤格栅对加气混凝土砌块砌体抗剪性能试验研究

为研究在水平灰缝中配玻纤格栅砌体的通缝抗剪性能并与未配置玻纤格栅砌体进行对比,采用蒸压加气混凝土砌块砌筑双剪试件,对配置不同规格玻纤格栅砌体及加气混凝土砌块砌体进行了通缝截面抗剪试验,对比分析了其破坏形态及抗剪强度。研究结果表明,两者破坏现象相似,配玻纤格栅砌体抗剪强度低于加气混凝土砌块砌体,小网格尺寸玻纤格栅砌体抗剪强度高于大网格尺寸玻纤格栅砌体。建议采用小网格尺寸玻纤格栅铺设在水平薄灰缝中用以替代钢筋,有利于砌体结构抗震、薄灰缝砌体的推广应用及建筑节能的发展。