大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究

冻结围护是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将天然土层变成冻土作为围护挡土止水的新技术。依据冻结基本原理,在大型锚碇深基础中采用排桩内支撑结构并结合冻结帷幕止水是一种新的基坑围护形式,含水土层冻结后形成的冻结帷幕具有良好的封水性能,冻土墙刚度和强度较原土层有很大的提高且质量易于控制。相对于常规围护工程,冻结围护结构的冻胀力学特性复杂且研究资料贫乏,因此,其力学性状的研究将进一步完善冻结围护技术理论,保障基础工程顺利安全进行。通过对锚碇基础围护工程冻结帷幕温度场-应力场耦合的三维非线性数值模拟分析研究,得到冻结围护工程中冻结帷幕的冻胀力学性状特征,结合大型锚碇基础冻结围护工程实例的现场测试成果分析,验证数值模拟分析方法结果的合理性以及冻结围护技术的可靠性,研究成果将为今后冻结围护技术的工程推广应用提供理论基础。

GFRP栏杆的受力性能及其结构安全性研究

拉挤GFRP型材具有稳定的力学性能和抗腐蚀能力,用于栏杆结构中可防盗、免维护,并能设计出丰富的外观效果,在城市公共基础设施,尤其是景观桥梁中具有广阔的应用前景。本文对GFRP栏杆的结构性能进行了系统研究,对比了国内外规范对栏杆结构的基本设计要求,建议了设计目标;对一种用于GFRP栏杆的拉挤型材进行了轴压和弯曲试验,得到了其受力性能;再通过计算对这种栏杆的安全性和经济性进行了分析。结果表明,GFRP栏杆结构具有较高的安全储备和较好的经济效益。本文建议的设计方法可为同类产品的开发提供参考。

门式刚架钢结构火灾下整体力学性能分析

为了解决现行防火设计规范中门式刚架钢结构经济性、科学性相对较低的问题,对门式刚架钢结构进行了火灾下整体力学性能分析,建立了一系列具有典型跨度、高度的门式刚架结构模型,对火灾燃烧1 h过程中结构的受力性能进行了计算和分析,得到了门式刚架结构火灾下应力和变形的变化规律及其破坏模式,并结合现实火灾实例对围护结构在火灾下对结构力学性能产生的影响进行了讨论．

大空间结构防火性能化设计方法研究

大空间结构能够提供广阔的内部使用空间,且造型美观宏伟,特别适合于体育馆、机场、展览馆等大型公用建筑及一些工业设施,具有其它结构形式无可比拟的优越性.随着2008北京奥运等大型盛会的即将召开,这种结构形式在我国得到了迅速蓬勃的发展,并在未来一段时期内仍具有极大的发展潜力.然而,由于此类建筑其结构体系多较为复杂,加上建筑使用和造型上的需要,常常造成很难根据我国现行的建筑防火类规范进行防火设计,从国内外近年来研究工作和发展趋势来看,性能化设计方法将是此类结构防火设计的首选.本文针对此类结构的具体特点,结合国内外研究成果和工程相关实践经验,深入分析此类结构防火性能化设计的主要步骤和方法,希望能够对此类结构未来防火设计与研究提供一定的借鉴作用.

大空间结构钢屋盖火灾下温度场计算方法研究

为了研究大空间结构屋面钢构件火灾下温度场的简化计算方法,把国内外现有用于“室内火灾”温度场的简化计算公式和方法,应用于典型尺寸的大空间结构模型,并与数值模拟结果进行比较。给出了对各种方法的计算准确性的分析结果,并从理论和原理的角度对各种方法的优劣进行了综合评价,提出了进一步修正的方向。

减水剂作用下的新拌水泥浆体微结构模型

以单粒径悬浮分散体系为前提假设,结合减水剂作用机理,建立了新拌水泥浆体微结构模型。通过环境扫描电镜观测新拌浆体微结构形貌,验证了模型的合理性。通过测定不同水灰比下新拌浆体扩展度随减水剂掺量的变化规律,依据模型计算出不同水灰比下体系中各形态水的体积,并提出了不同水灰比及减水剂掺量下新拌水泥浆体微结构模型。

某深基坑支护结构的设计与施工

城市基坑工程面临周围环境条件复杂、支护结构形式多样化、周边地下工程资料档案不完整等问题。北京西城区某基坑工程因存在上述问题,实际完成方案较原始设计方案有较大变化。通过介绍该工程的设计和施工情况,并结合实测资料,对该工程的3种情况(原始方案理想施工条件、原始方案实际施工条件和实际完成方案)进行了有限元数值计算及比较。对于此类基坑工程,设计和施工的相互配合和协调非常重要,而且必须高度重视地下工程资料的规范化和管理。

结构连续倒塌分析改变路径法研究

为采用改变路径法进行结构连续倒塌分析,研究了该方法所涉及的3个关键问题;建立了采用改变路径法进行结构连续倒塌分析的流程;通过对一个多层平面钢框架连续倒塌分析,对改变路径法采用的线弹性静力分析、非线性静力分析和非线性动力分析方法进行了比较。结果表明:结构初始失效后,由于内力重分布,可能会进一步导致结构损伤;相对于动力分析方法,静力分析方法比较简单,但可能会导致较为保守的结果;静力线弹性分析的结果比静力非线性分析的结果更为保守。

大跨钢--混凝土空间组合结构的研究与应用

近年来,钢—混凝土组合结构在大跨空间结构中得到了越来越多的应用.本文简要介绍了在传统结构基础上发展起来的几种新型大跨空间组合结构,包括单向、双向组合梁板结构以及组合转换结构,并对其研究情况进行了综述.通过四个大跨空间结构的工程实例,论述了组合结构在大跨空间结构中应用的优势.钢—混凝土组合结构由于其结构高度小、自重轻、承载力高、刚度大、施工快速方便、受力性能优越等特点,在大跨空间结构中具有广阔的应用前景.

大型火力发电厂钢烟道结构的稳定性分析

针对目前大型火力发电厂烟道截面大、壁板较薄，易发生局部失稳的问题，以国内300MW机组钢烟道为例，利用ANSYS软件，通过对7～21m不同跨度、不设纵向加劲肋和设置纵向加劲肋的钢烟道进行屈曲研究，分析烟道壁板的屈曲模态，为防止钢烟道失稳提出设计建议．

框架—剪力墙结构的静力弹塑性分析研究

静力弹塑性方法作为一种评价结构抗震性能和计算结构弹塑性变形的简化方法,近年来得到了广泛应用。但由于传统的定侧力模式的静力弹塑性方法只考虑第一振型,无法反映高层建筑结构的高阶振型影响。为考虑高阶振型的影响,Chopra在振型分解反应谱组合法的基础上,提出了MPA方法。本文首先讨论了应用MPA方法需注意的问题,然后用一个18层钢筋混凝土框架—剪力墙结构为算例,以逐步增量弹塑性时程分析结果为基准,对传统定侧力模式静力弹塑性方法和MPA方法的分析结果进行了对比研究。结果表明,相比于定侧力模式静力弹塑性分析结果,MPA方法的分析结果更接近弹塑性时程分析结果。

火灾中网架结构受力分析与设计方法

以典型大跨度平板网架结构为研究对象,基于火灾下网架结构受力性能的有限元分析方法和原理,通过大量数值计算,分析火灾高温作用下结构的整体变形和受力性能,揭示此类结构抗火受力性能的主要影响因素,给出典型跨度网架结构各种不同参数下的火灾临界温度设计值.在拟夹层板设计方法基础上进行理论与数值分析,获得了火灾下计算网架结构最大位移值的简化计算方法———修正拟夹层板法.在适用范围内,该法可简便算出火灾下网架结构的最大变形值.

膜结构极小曲面找形分析的一种线性化近似方法及其有限元线法求解

膜结构的极小曲面找形分析是一个非线性问题,求解时需要进行大量非线性迭代,并需要一个合理的初始解作为收敛的保证,计算繁琐、量大且难度高。该文利用积分中值定理和归一化手段对曲面面积的表达式进行一种特殊的线性化,将原非线性问题转化为线性问题,使问题得到本质性的简化。该线性问题的解答作为原问题高质量的近似解,既可用于结构的初步设计阶段了解膜面的大概形状,亦可作为精细的找形分析中非线性迭代求解的初始解。该线性化方法的误差主要来源于映射参数分布的不均匀性,对于常见的可用平行四边形剖分的膜,其逼近精度相当高。有限元线法(FEMOL)是一种基于常微分方程(ODE)求解的半解析方法,其高度的解析性和解的光滑性特别适合于膜结构的分析。该文采用高次线法单元分析求解转化后的线性问题,只需一次求解,无需任何迭代。数值算例表明:该方法是一种简单、高效、高逼近度的膜结构找形分析方法。

北京将台花园拱壳杂交钢结构的单拱稳定性分析

对于大跨度空间钢结构而言,整体稳定分析不可忽略。北京将台商务中心冬季花园采用网壳与拉索杂交结构,玻璃幕墙固定于拉索上。其中网壳部分由9榀空间钢拱和普通壳体杆件组成,可以看作拱壳杂交结构。本文选取了结构中跨度最长的单榀拱结构进行稳定分析,包括特征值屈曲分析及非线性全过程分析。结果表明,单拱的稳定承载力满足要求,非线性对单榀结构的稳定性能有较大影响。此外,尽管几何初始缺陷对弹性结构的稳定性能有一定影响,但对弹塑性结构的稳定性能影响不大。

考虑低温冷脆钢结构构件的实用简化设计方法

在低温下,结构钢材往往在远未达到屈服应力的情况下发生脆性断裂。通过对结构钢构件裂纹尖端张开位移(CTOD)的研究,提出基于CTOD指标的低温下考虑冷脆效应的钢结构构件简化设计方法。该方法属于分级设计方法,以考虑裂纹扩展而提高部分的最大承载能力作为构件的承载力,并研究构件温度和厚度对结构钢材断裂韧性的影响,计算得到各种温度和厚度情况下的强度折减系数,最后给出利用此简化设计方法计算的设计算例。

国家游泳中心子结构模型抗震能力分析

国家游泳中心子结构模型分析结果与试验对比表明,焊接空心球(半球)节点对子结构模型整体刚度有较大贡献,用带刚域的集中塑性铰杆单元建立的分析模型能较好地模拟子结构模型的弹塑性性能.采用该分析模型,分别用能力谱法和弹塑性时程分析法对子结构模型进行罕遇地震反应分析.结果表明,两种方法的计算结果很接近;罕遇地震作用下子结构模型仅少量杆件屈服,整体上处于弹性,具有很强的抗震能力.

保温砌模现浇网格墙建筑结构设计方法

通过8个剪跨比不大于1.0和8个剪跨比为1.96～3.06的钢筋混凝土网格剪力墙试件在轴压力和往复水平力作用下的试验,表明网格墙的破坏形态为横肢剪切破坏和墙端竖肢混凝土压碎破坏,耗能构件多且分散,塑性变形能力大。有限元分析和(或)试验结果表明,可以将网格墙等效为普通钢筋混凝土剪力墙,计算其抗侧刚度,按现行规范计算其受剪承载力和偏心受压承载力。

网格剪力墙结构分析与应用研究

介绍了8个剪跨比不大于1．0和8个剪跨比为1．96-5．06的现浇钢筋混凝土网格剪力墙试件的拟静力试验，结果表明，网格墙最终为横肢剪切破坏和墙端竖肢混凝土压碎破坏，耗能构件多且分散，塑性变形能力大。有限元分析和／或试验结果表明，可以将网格墙等效为普通钢筋混凝土剪力墙，计算其抗侧刚度，按现行规范计算其受剪承载力和偏心受压承载力。介绍了保温砌模现浇网格墙建筑结构的设计方法。

预应力对将台冬季花园拱壳杂交钢结构承载性能的影响分析

北京将台冬季花园采用较为复杂的杂交结构,主要组成构件有网壳杆件、主钢梁、主钢柱、拉索、玻璃幕墙,其中幕墙悬挂于竖向拉索之上。拉索为结构主要的竖向承重构件,因此拉索的预应力对结构的承载性能有十分重要的影响。选取具有代表性的单榀拱结构,研究随着拉索预应力的变化结构变形及内力的变化情况。此外还选定网壳的初始破坏状态,运用改变传力路径法对结构进行防连续倒塌分析。结果表明,主索对结构承载性能的影响更大,结构在设定的局部破坏状态下不会发生连续倒塌,整体性能良好。

保温砌模现浇网格墙建筑结构设计方法

介绍了8个剪跨比不大于1.0和8个剪跨比为1.96￣3.06的钢筋混凝土网格剪力墙试件在轴压力和往复水平力作用下的试验,结果表明,网格墙的破坏形态为横肢剪切破坏和墙端竖肢混凝土压碎破坏,耗能构件多且分散,塑性变形能力大。有限元分析和/或试验结果表明,可以将网格墙等效为普通钢筋混凝土剪力墙,计算其抗侧刚度,按现行规范计算其受剪承载力和偏心受压承载力。