南京南站主站房钢斗拱节点数值分析

南京南站主站房钢结构屋面网架竖向承重构件为钢管混凝土柱,其中南北两排钢管混凝土柱与网架主体结构通过钢斗拱节点连接过渡。钢斗拱节点既是建筑立面设计的亮点,又是屋面网架和钢管混凝土柱的重要传力路径。钢斗拱节点受荷较大、构造及传力复杂,为结构设计的难点、重点之一。利用有限元软件建立了两种(分布于整体结构南侧和北侧)斗拱节点的有限元模型,细致分析了其在多种工况下的受力性能和承载能力;结合模型试验成果,对比分析了理论计算结果与试验结果的差异与成因;该分析成果是钢斗拱节点设计的重要理论依据。     

深圳大学西丽校区体育馆屋盖网架结构设计

深圳大学西丽校区体育馆由上部屋盖钢结构和下部混凝土框架结构组成,上部屋盖支撑于下部周边28根混凝土柱上,屋盖双向跨度约60m,东西向结构呈折线型,南北向结构矢高渐变,采用两向正交正放双层网架结构。结合项目特点,介绍双层网架屋盖选型计算、结构设计荷载、受力特性、杆件截面及节点设计等,可供同类项目屋盖结构设计参考。     

某钢管混凝土转换桁架支座节点分析

钢管混凝土转换桁架支座节点为结构的关键节点,且受力复杂。结合科威特中央银行大厦工程,对转换桁架与混凝土连接处支座节点进行受力分析。采用ANSYS有限元分析软件,考虑材料非线性,探讨该复杂节点的受力特点,提出转换桁架与下部钢管混凝土柱及混凝土剪力墙连接节点的设计方案,可为今后设计人员在此类节点设计时提供参考。     

方套圆中空夹层不锈钢管混凝土短柱轴压承载力有限元分析

为了研究方套圆中空夹层不锈钢管混凝土短柱轴压承载力,采用Rasmussen本构模型,基于试验建立基准有限元模型,以空心率、不锈外钢管厚度、混凝土与内钢管强度等为主要影响参数开展有限元分析,提出了该类型结构承载力修正计算简式。分析结果表明:研究参数范围内,内钢管强度对结构受力影响不大;混凝土强度、不锈外钢管厚度与承载力呈线性正比关系;采用高强内钢管中空夹层结构承载力随空心率加大先增后减,空心率0.45时承载力最高;提出的修正计算简式可较好预测结构承载力。     

带约束拉杆方形钢管混凝土柱的研究

为了改善方形钢管混凝土柱的受力性能,提出了带约束拉杆方形钢管混凝土柱这一新颖结构构件形式,经试验研究及对其力学性能进行分析研究,设置水平约束拉杆可以改善方形钢管混凝土柱的受力性能。这种新型结构具有较强的承载能力和抗变形能力,具有广阔的发展前景。     

钢管砼柱对框支剪力墙结构受力性能的影响

将钢管混凝土柱应用到框支剪力墙结构中，采用通用有限元程序MIDAS-Gen对15层的框去剪力墙结构进行计算，对比分析了钢管混凝土框支柱与普通混凝土框支柱的结构受力性能，探讨了钢管混凝土柱对框支剪力墙结构受力性能的影响。结果表明，采用钢管混凝上框支柱可以减小剪力墙的落地数量，同时钢管混凝土柱延性好的优点可得到充分发挥，结构的受力性能得到改善，框支剪力墙结构支柱建议采用钢管混凝土柱。     

钢管混凝土柱与组合梁端板连接的非线性有限元分析

为了研究钢管混凝土组合框架梁柱半刚性连接的受力性能与破坏形式,本文采用ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的非线性有限元模型。该模型考虑了材料非线性、几何非线性和复杂接触问题,确定了钢管核心混凝土和楼板混凝土的本构关系模型、各组件的复杂接触关系。研究了组合节点的柱端水平荷载-水平位移关系曲线和破坏形式,并用试验结果验证了计算结果的准确性。进行了大量的参数分析,获得了在正、负弯矩作用下影响组合节点极限承载力和初始刚度的主要参数。研究结果表明:所建立的钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的有限元模型具有较好的准确性,可以为半刚性钢管混凝土组合框架的理论研究提供参考依据。     

超高层矩形钢管混凝土柱太阳辐射下截面温度场分析

超高层结构常采用矩形钢管混凝土柱,在超高层结构施工中,矩形钢管混凝土柱一般会受到太阳直晒,强太阳辐射下,钢管表面温度可达到50~70℃,由于截面尺寸通常较大,钢管壁的四面和核心混凝土温度极不均匀,会影响钢管混凝土柱的受力。为了明确太阳辐射下钢管混凝土柱的截面温度场分布,研究了超高层主体结构施工阶段,矩形钢管混凝土柱在太阳辐射作用下温度场分布、壁面和混凝土温度变化规律、温差变化规律。分析发现:核心混凝土与钢管四个壁面温度差最大可达35.6℃,东西面钢管壁温差最大达25.6℃,极值温度和温差随截面尺寸增加而增加,但是边长大于1 000 mm后,极值温度和截面温差增幅变缓。     

海控国际广场外框型钢混凝土柱变更为钢管混凝土柱的设计与施工分析

钢管混凝土柱技术作为目前超高层钢结构建筑主要采用的结构形式,已日趋成熟,在各地的超高层建筑中得到广泛利用。海控国际广场A座原设计外框结构为型钢混凝土柱,后变更为矩形钢管混凝土柱。对比分析了型钢混凝土柱和钢管混凝土柱截面参数、受力特征、节点等设计和施工指标。对比结果证明钢管混凝土柱使结构受力更可靠,抗震性能更强,特别是减少了施工工序,施工更方便快捷。地上主体外框结构共计52层,钢结构施工工期仅280d,其中第31～50层达到3d/层的施工速度。实践证明,采用钢管混凝土柱,设计与施工方面均为最优方案,可取得较好的经济效益。     

钢管混凝土柱恢复力模型研究

为了研究构件在地震中的受力性能及受力全过程,必须对结构进行弹塑性时程分析,而恢复力模型是弹塑性时程分析的基础。简要介绍国内外常见的恢复力模型,并提出包含骨架曲线模型、滞回规则、刚度退化规律的三线型恢复力模型,经验证与试验结果吻合较好,可以用于钢管混凝土柱的弹塑性动力反应分析。     

钢管混凝土柱预应力混凝土梁节点抗震性能有限元分析

在钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点低周反复试验的基础上,采用通用有限元软件ABAQUS建立了适当的有限元模型,研究了不同轴压比、不同预应力值对钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点受力性能的影响。结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好;轴压比和预应力对节点受力性能影响明显。     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

异形柱—矩形柱转换节点的应力分析

采用有限元软件ANSYS,对带转换层的混凝土异形柱结构中特有的上部异形柱向下部矩形柱的转换节点受力性能进行分析。建立了十字形柱向矩形柱转换时转换节点的模型,计算了上部异形柱传给框架梁的压力。分析结果对带转换层的混凝土异形柱结构有较好的工程应用价值,并为进一步完善国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》提供参考。     

钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱抗震性能试验及其数值模拟

为研究钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的抗震性能，完成了7根钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱和4根钢管混凝土叠合柱的低周往复加载试验。试验结果表明：钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱在低周往复荷载下均具有较好的延性，滞回曲线饱满，未出现明显的“捏缩”效应，表明ECC材料与核心钢管混凝土具有较好的协同变形能力和组合作用。相比之下，钢管混凝土叠合柱试件在低周往复荷载下出现明显的外层混凝土剥离现象，滞回曲线捏拢现象较为明显。通过累积耗能对比分析可知，钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的累积耗能约为钢管混凝土叠合柱的2倍，表明钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱具有更好的抗震性能，适用于抗震设防烈度较高地区。此外，基于有限元软件ABAQUS对钢筋增强ECC-钢管混凝土组合柱的滞回性能进行了模拟，将有限元分析结果与试验结果对比发现，二者吻合较好，表明采用该有限元模型可以较为准确地研究该类组合柱的抗震性能。最后，基于有限元模型探讨了不同参数对组合柱受力性能的影响。     

长江防洪模型大厅结构设计与分析

长江防洪模型大厅干流大厅主体部分单跨90m,长450m,采用120m跨钢管提篮拱+吊杆+90m跨预应力网架杂交空间结构。通过采用提篮拱及其吊杆作为屋盖网架的中间支座,将网架单向90m跨受力变为双向90m×90m受力,充分发挥了网架空间受力的优势;并在网架下弦设置预应力拉索,提高了结构的空间刚度;这些措施使该工程取得了较好的经济效益和建筑效果。重点介绍了结构选型、布置及分析,以及拱基础和预应力钢结构节点及网架支座的设计。     

多层钢管混凝土框架工程实例

<正> 单层工业厂房采用钢管混凝土组合柱和钢筋混凝土横梁构成排架,是国内应用钢管混凝土最多的一种结构形式。排架柱属于偏心受压,根据钢管混凝土构件特点,将柱设计成组合二肢柱、三肢柱、四肢柱,可把偏心弯矩转变为轴向力,又能使造型美观、轻巧,使结构刚度大、受力性能好、稳定性强,从而获得较好的技术经济效果。至于多层     

金塔县游泳馆结构设计

金塔县游泳馆馆结构高度22.35m,采用框架结构体系,部分框架柱采用型钢混凝土柱,屋盖采用钢筋混凝土梁格(无混凝土板)+网架(游泳池上方大跨度空间)的结构体系,上覆直立锁边金属屋面,根据建筑屋面造型的不同要求设置折线梁或弧形梁。本文简要介绍了该工程的结构体系和弹性计算,对结构关键构件进行了性能化设计计算;通过增加屋面水平支撑控制结构扭转位移,对屋面网架和下部钢筋混凝土框架计算模型进行组合包络设计,希望能为类似工程设计提供借鉴。     

京基金融中心巨型钢管混凝土柱试验研究

京基金融中心采用的巨型钢管混凝土柱,截面尺寸巨大、形式复杂,其受力性能、截面刚度和承载力计算方法与普通钢管混凝土柱不同。对结构底部角柱进行了缩尺模型的低周往复荷载试验与有限元分析,研究了其承载力、刚度、延性和滞回耗能能力以及破坏特征。试验结果表明:在竖向荷载作用下,钢管与混凝土、钢筋能够协同工作;在压弯往复荷载作用下,柱的耗能能力较强,延性较好。根据研究结果,对巨型钢管混凝土柱刚度和承载力的设计计算方法提出了建议。     

钢管混凝土柱的非线性变形及受力性能研究

首先选取了方钢管混凝土柱与圆钢管混凝土柱试验数据各3组,基于有限元理论,应用ADINA软件对钢管混凝土柱进行数值模拟,并将模拟结果与试验值进行比较。结果表明,模拟的荷载位移曲线与试验滞回曲线的骨架曲线吻合较好。基于以上结果,利用ADINA软件模拟了钢材参数、混凝土物理参数、柱高、轴压比、长细比、钢管与混凝土截面积均相同的方、圆钢管混凝土柱,对比分析了两种形式截面的钢管混凝土柱的变形及受力情况,结果表明,相同条件下,圆钢管混凝土柱的变形性能优于方钢管混凝土柱;圆钢管混凝土柱表面受力较大,表面易出现应力集中情况。     

轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力理论分析及试验研究

研究了由同心设置的内、外圆钢管构成的轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力,分析了单钢管混凝土柱与双钢管混凝土柱的受力机理,并根据纤维模型法原理,采用适用于钢管混凝土受力特性的钢材与混凝土材料本构关系,给出了轴心受压双钢管混凝土短柱的荷载-位移全过程数值分析和正截面承载力计算公式。进行了5个双钢管混凝土短柱的轴心受压试验,验证理论分析的正确性。理论分析与试验研究表明:轴心受压双钢管混凝土短柱与单钢管混凝土柱的受力全过程都可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。双钢管混凝土短柱的破坏形态为腰鼓形,其外层混凝土的工作性能与单钢管中的混凝土大致相同,但内钢管中的内层混凝土受到的约束效应较大,且不是内、外钢管对它的约束效应的叠加,因此对内层混凝土约束效应的确定是计算承载力的关键。通过与相同含钢率的轴心受压单钢管混凝土短柱受力过程的对比得出:双钢管混凝土柱的承载力明显高于单钢管混凝土柱,且具有非常好的延性和整体