矩形钢管混凝土大跨度带悬挑桁架的试验研究

矩形钢管混凝土桁架结构形式能充分发挥钢管混凝土的受力性能,是一种适用于大跨度结构的结构形式.文中通过对两个大尺寸的大跨度带悬挑矩形钢管混凝土桁架和矩形钢管桁架模型对比试验,考察了该桁架结构的破坏形态、变形特点和承载性能.试验结果表明:填充混凝土的钢管混凝土桁架试件的刚度提高,变形减小,极限承载力也有所提高,填充混凝土可以有效防止钢管壁的局部屈曲,试件破坏受材料的强度控制;采用直接焊接节点连接的钢管桁架和钢管混凝土桁架中腹杆和弦杆在节点处的杆端弯矩较大,其对节点承载力的影响不可忽略,在设计中应加以考虑.

受压弦杆填充混凝土的带悬挑预应力矩形钢管桁架

通过对3个大尺寸的大跨带悬挑预应力矩形钢管混凝土桁架、预应力矩形钢管桁架和矩形钢管混凝土桁架模型对比试验,考察了这些桁架结构的破坏形态、变形特点和承载性能。试验结果表明,施加预应力并填充混凝土的桁架试件的变形减小,极限承载力也明显提高,填充混凝土可以有效防止受压钢管壁的局部屈曲,试件破坏受材料的强度控制,为工程设计和施工提供了参考依据。

节点弯距在矩形钢管桁架中的影响分析(英文)

钢桁架通常按铰接体系计算,而实际结构中由于构造等原因,经常形成刚性或半刚性节点,杆件端部受到不同程度的约束而产生节点弯距。通过大尺寸的、大跨度带悬挑矩形钢管桁架的模型试验,着重分析了该桁架中的节点弯距。试验结果表明,节点弯距在本桁架中的影响不可忽略,在设计中应加以考虑。还进一步对该结构进行了两种节点构造形式的有限元分析,并通过和试验结果进行对比可知,腹杆和弦杆应分别采用相应的节点构造形式的分析结果进行设计。

矩形钢管混凝土桁架设计

根据国内外矩形钢管和矩形钢管混凝土结构规范、规程和有关研究成果 ,提出了矩形钢管混凝土桁架设计的构造要求、桁架杆件和节点设计与计算方法 ,可供工程技术人员设计时参考 ,并为我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》

大高宽比核心筒超高层结构设计关键技术

大高宽比核心筒超高层结构具有整体刚度弱,横风向风振明显等特点。提出了此类结构从结构体系、结构构件以及围护构件几方面的解决方案。以某大高宽比核心筒超高层结构为例,结构高度为249.4m,其核心筒高宽比达到19.7。详述了结构的静力、动力特性,以及设计的关键点。通过风洞试验、弹性分析,表明结构的承载力可以满足设计要求,且刚度合理。通过动力弹塑性分析,验证结构在罕遇地震下的结构承载机制和塑性铰出现顺序。对于加强层和内埋型钢的混凝土核心筒进行了针对性设计,确保伸臂桁架和核心筒有效连接,通过加强层楼板应力分析,验证了结构平面刚度满足内筒与伸臂桁架的共同作用。阐述了矩形钢管混凝土外框柱及型钢梁的设计方法。通过上述分析总结,为类似项目提供参考。

矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力

在矩形钢管混凝土桁架受压节点受力机理试验研究的基础上 ,提出了矩形钢管混凝土桁架受压节点承载力的计算公式。该公式与试验结果相比 ,吻合较好 ,可供工程技术人员设计时参考 ,并为我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》

矩形钢管空腹桁架人行天桥“TT”型节点受力性能

采用有限元数值分析方法,对某矩形钢管空腹桁架人行天桥"TT"型空间节点的受弯性能进行了研究。结果表明,空间受弯节点在下平联荷载作用下,最大应力发生在宽度比较小的弦管受压腹板上;空间受弯节点的主要破坏模式有:与下平联下翼缘板连接处的弦管腹板压跛破坏,下平联上翼缘板与弦管连接处的钢材或者焊缝断裂破坏,或者两者的联合破坏;由于平面内、外弯矩的共同作用,空间节点的抗弯承载力降低,不能单独地按照平面内或者平面外抗弯承载力来计算,而应考虑两者的相互影响。下平联与弦管不同连接位置对承载力影响不大,但采用中间连接方式的弦管应力最小且应力集中程度最低。

主管内填混凝土对矩形钢管桁架受力性能影响

为了解主管内填混凝土对矩形钢管桁架受力性能的影响,在试验研究的基础上,进行了主管内填混凝土对矩形钢管桁架结构节点、杆件承载力和刚度的影响分析,并探讨了其失效机理。结果显示:主管内填混凝土改变了节点的失效模式,但节点仍然是桁架结构的薄弱部位;主管内填混凝土能够明显提高受压节点的承载力和刚度,但受拉节点的承载力和刚度提高程度不明显;主管内填混凝土能够很好地协助受压主管受力,并提高受压主管刚度,而受拉主管的承载力和刚度提高程度不明显;对受压支管承载力有一定影响,而对受拉支管影响很小。探讨了目前规程关于受压节点的破坏模式和承载力计算,以及主管内填混凝土后的矩形钢管桁架结构变形的计算,提出了考虑节点变形影响的实用计算方法,为主管内填混凝土矩形钢管桁架结构的应用提供参考。

广州新白云国际机场连接楼及连接桥钢结构设计

介绍广州新白云国际机场连接楼钢屋盖及连接桥的钢结构设计。连接楼钢屋盖采用了人字形柱支撑的三角形立体桁架结构 ,而连接桥是国内首次采用的大跨度大截面的热成型方 (矩 )

矩形钢管混凝土桁架节点的性能与设计方法研究

目前,矩形钢管混凝土结构桁架节点的研究取得了一定的成绩。但是也存在一些不足之处,并且节点的理论研究尚不完善。对一些常用的节点进行了分析,并提出了相应的建议。

空间桁架结构在景观建筑中的运用

矩形钢管空间桁架结构具有结构稳定性好,造型轻盈,承载能力强等特点,很好地契合了景观建筑的特征。某大型公园的核心景观建筑采用了这种矩形钢管空间桁架结构,并对其进行了适当地改进,以满足建筑自身大跨度、大悬挑和结构抗震的要求。通过有限元计算分析,得到了该环形桁架空间结构在罕遇地震下的变形特征及构件应力状态。结果表明,该结构安全合理,具有良好的抗震性能,且结构主体完工后所呈现的形态充分地还原了建筑师的设计意图。

主管内填充混凝土对矩形钢管桁架抗弯刚度影响研究

为研究主管内填充混凝土对矩形钢管桁架抗弯刚度的影响,进行了空钢管、仅受压主管内填充混凝土和拉压主管内均填充混凝土三种类型桁架的对比试验研究。试验研究结果表明,矩形钢管桁架结构节点变形较大,需考虑其对桁架整体变形的影响,主管内填充混凝土作用主要体现在受压主管上,内填混凝土使得受压主管本身抗弯刚度增大的同时,增大了桁架的整体抗弯刚度。针对规范没有矩形钢管结构刚度变形计算方面的规定,提出了矩形钢管桁架及主管内填充混凝土矩形钢管桁架结构变形的简化计算方法,对于空钢管桁架结构、仅受压主管内填充混凝土和拉压主管均内填充混凝土三种类型桁架,建议其变形可以按照理想杆系铰接模型计算,但应考虑节点变形影响,桁架变形放大系数分别取为1.15、1.15和1.20。最后根据试验结果探讨了受压主管内填充混凝土抗压刚度和抗弯刚度的取值。

主管内填混凝土矩形和圆形钢管桁架受弯性能对比试验研究

为研究主管内填混凝土对矩形和圆形钢管桁架结构受弯性能的影响及两者区别,进行了矩形和圆形钢管桁架空管、仅受压主管内填混凝土和拉压主管均内填混凝土三种类型桁架的对比试验研究。试验结果表明:矩形截面桁架均发生节点失效,空管桁架为受压主管侧壁鼓曲破坏,仅受压主管内填混凝土和拉压主管均内填混凝土桁架发生受拉主管顶板的冲剪破坏;圆形截面空管桁架和仅受压主管内填混凝土桁架发生空管节点处的主管侧壁鼓曲破坏,拉压主管均内填混凝土桁架为受拉支管受拉断裂破坏。主管内填混凝土有助于提高主管轴向刚度,提高节点强度和刚度及整体承载力,节点承载力按规范计算结果偏于安全,桁架整体变形计算需考虑节点变形的影响。两种截面空管桁架的承载力及变形差异不明显,主管内填混凝土后,圆形截面桁架的整体和节点承载力比相应矩形截面桁架承载力要高,变形能力更好,且节点变形比例更小。

主管内填充混凝土矩形钢管桁架受力性能试验研究

为研究主管内填充混凝土对矩形截面钢管桁架受力性能的影响,并考虑节点偏心作用,进行了支主管宽度比β为0.8的空钢管桁架、受压主管内填充混凝土桁架和拉压主管内均填充混凝土桁架的对比试验。试验研究表明:结构破坏均发生在节点部位,主管内填充混凝土改变了节点失效模式,其中空钢管桁架为节点部位的受压主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,受压主管内填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,拉压主管内均填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面冲剪失效。主管内填充混凝土不但能协助主管受力,而且能够提高节点强度和刚度,提高桁架的整体承载力。节点相对偏心较大时,由偏心造成的次应力比较明显,对支管的影响要比对主管的影响大。节点试验承载力比按相关规范的计算承载力要高出较多,计算结果偏于安全。

津湾广场9号楼超限高层结构方案形成过程

津湾广场9号楼超限高层主楼平面尺寸为50.1m×50.1m,地下4层,地上70层,建筑面积约为15万m2,总建筑高度299.65m,为超限高层建筑。由于建筑功能需要,该超限高层建筑立面存在多处收进,结构方案的合理布置是满足建筑功能要求以及降低工程造价的关键。介绍了该超限高层结构方案的整个形成过程,最终的结构方案满足建筑功能的要求,且传力合理,具有较好的经济性,并通过了超限审查。

矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区受力性能试验研究

矩形钢管混凝土组合桁梁由混凝土板和矩形钢管混凝土桁架组成,在竖向荷载作用下,其正弯矩区可充分发挥混凝土板和桁架的组合作用,但负弯矩区的力学性能较为薄弱且受拉混凝土板容易开裂。针对这一问题,提出了在负弯矩区混凝土板施加预应力以及布置局部释放剪切作用的剪力钉相结合的组合桁梁结构形式。采用跨中施加反向集中荷载模拟连续梁支点反力的方法,对2榀承受负弯矩的矩形钢管混凝土组合桁梁进行了静力加载试验,对其荷载-位移关系、裂缝发展规律、混凝土板应变分布、桁梁荷载-应变关系、钢与混凝土界面滑移及承载力进行了分析。还根据组合桁梁的简化力学模型对不同加载阶段的结构特征荷载进行了讨论。结果表明:采用局部释放剪切作用的剪力钉和混凝土板施加预应力的组合桁梁结构形式可有效提高其抗裂性能,但对受弯承载力影响较小;在加载过程中混凝土板的开裂和杆件的屈服导致结构塑性变形增大,最终节点处焊缝撕裂,组合桁梁丧失承载力;由简化力学模型计算得到的结构特征内力与实测值吻合较好,可为矩形钢管混凝土组合桁梁负弯矩区的设计和计算提供参考。

预应力矩形钢管混凝土桁架的探讨与有限元分析

预应力矩形钢管混凝土桁架结构是一种新型的桁架结构,在对其受力特点、应用范围和材料本构关系初步探讨的基础上,进一步对该结构的设计计算和有限元分析进行了研究,利用ANSYS程序分别对相同结构形式、不同跨度的矩形钢管桁架、矩形钢管混凝土桁架、预应力矩形钢管桁架、预应力矩形钢管混凝土桁架进行了整体受力有限元分析,绘出了各种桁架的荷载-挠度曲线,把相同跨度的桁架曲线汇总在一个图上,进而得出了三种跨度的荷载-变形关系图,然后对三幅关系图进行对比分析,最后得出主要结论。

重庆某超高层结构选型及抗震设计

重庆某超高层塔楼结构高度219.50m,根据其结构特点进行了结构方案的对比分析,最终采用矩形钢管混凝土柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒结构体系;同时,为满足刚重比及层间位移角要求,根据建筑平面布置的条件采用了周边环带桁架作为其结构加强层;周边桁架腹杆采用屈曲约束支撑,以达到消能减震的作用。分析表明,经过合理设计的带加强层的矩形钢管混凝土柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒结构可以满足预定的使用功能,可以达到经济合理、安全可靠的目标。