国家体育场焊接方管桁架双弦杆KK型节点试验研究

正在建设的国家体育场两两斜交的主桁架构成了许多双弦杆焊接方管KK型节点,该节点连接焊缝密集,构造极其复杂。本文对这种在管结构中较为独特的节点进行了1∶4的缩尺模型承载力试验研究,详细介绍了节点的试验方法和结果,讨论了节点的受力性能、破坏模式以及节点内部加劲肋的作用。研究表明该节点的构造措施较完善可靠,节点具有较高的承载力。节点的薄弱部位处在受压腹杆端部,发生局部屈曲。弦杆内部纵横向加劲肋的设置有效地增强了节点强度和刚度。腹杆端部的局部放大改善了腹杆向弦杆的传力,降低了应力集中。     

宁波国际会展中心风洞试验研究

利用风洞试验对宁波国际会展中心的大跨度屋盖及建筑外墙在各种风向角下的风压分布情况进行了测试 ,考察了展厅在开门与闭门时风压的变化情况、不同风速对建筑表面风压系数的影响以及相邻建筑对屋盖风荷载的影响等     

宁波国际会展中心主展厅结构设计

宁波国际会展中心主展厅大跨度屋盖支承条件复杂 ,风荷载效应显著。通过风洞试验确定屋盖的风压分布情况 ,在网壳结构的部分钢管中填充混凝土以平衡部分风吸力。采用抗震球形钢支座克服支座相对位移对屋盖结构产生的影响     

国家体育场桁架柱外柱节点设计研究

国家体育场桁架柱外柱节点的几何关系复杂,存在T型、K型及KT型等多种腹杆形式,腹杆侧壁与外柱壁板斜交,还存在与立面次结构相交的情况。焊接薄壁箱形构件相贯节点的刚度差,承载力低。本文通过在外柱内设置横向加劲肋与局部纵肋等构造做法,可以有效提高节点刚度与承载力。对于有次结构的外柱节点,次结构的上、下壁板不能全部贯通,在保证腹杆与外柱传力可靠的前提下,在外柱节点区设置传力三角区。对于K型腹杆节点,翼缘较厚的腹杆贯通;对于KT型腹杆节点,中间腹杆贯通。通过合理设计拼接焊缝位置、采用整板切割等方式,可以有效减少焊缝数量,避免焊缝重叠。采用有限元法分析外柱节点的受力形态,并根据“最大平均应力”的原则确定节点域板件的厚度,实现“强节点”的设计理念,保证节点的可靠性与经济性。     

核心配筋柱中心受压试验研究

本文研究核心配筋对框架柱中心受压承载力、弹性压缩风度和变形能力的影响。通过对一根钢筋混凝土柱和两根核心配筋柱的中心受压试验和分析，认为核心配筋可以提高柱的中心受压承载力和弹性压缩刚度，但对变形能力的影响尚需进一步研究。在此基础上，木文提出了框架柱计算轴压比对考虑核心配筋的建议。     

焊接箱形截面梁抗震性能影响因素研究

为考察板件宽厚比对焊接箱形截面梁抗震性能的影响,对中国、美国、日本和欧洲的钢结构设计标准中的相关规定进行了比较,结果表明各国规范对于梁板件宽厚比限值的规定总体上具有较好的一致性。采用钢材循环加载本构,建立了多尺度非线性有限元计算模型。提出了刚性竖杆 箱形梁加载方式,模拟水平地震、重力荷载与轴向压力对箱形截面框架梁的作用。有限元分析结果表明,在设计常用的板件宽厚比范围内,箱形截面梁的弹性屈曲荷载均显著高于其屈服荷载。在水平往复荷载作用下,随着板件宽厚比减小,箱形截面梁极限变形角与延性系数随之增大,抗弯刚度降低速率变缓,塑性耗能能力显著增强。当满足一级抗震宽厚比要求时,焊接箱形截面梁的梁端截面转角约为1/30。承受轴压作用时梁刚度退化很快,变形能力减弱。当轴压比不大于0.2、满足一级抗震宽厚比要求时,梁端截面转角约为1/50。跨高比对梁承载力影响不大,但变形能力可以大幅度提高。横向荷载对梁抗震性能的影响显著,随着静载比（重力荷载代表值与屈服弯矩之比）增大,骨架曲线逐渐发生平移,抗弯刚度降低,耗能性能减弱。当地震弯矩与静力弯矩方向相同时,箱形截面梁承载力显著降低,静载比0.8时极限变形角可减小约50%;当地震弯矩与静力弯矩方向相反时,梁虽然承载力稍有提高,但极限变形角略有减小。     

雄安站大跨结构风洞试验与风致响应研究

雄安站屋盖体型独特,属于风荷载敏感结构,抗风设计非常重要.为明确风荷载取值,对雄安站进行了刚性模型风洞试验.在风洞试验的基础上,着重分析了屋盖悬挑部分风荷载的分布情况.结果表明,屋盖悬挑上表面在剧烈流动分离的影响下风荷载体型系数可达到-2.3;雨棚局部镂空区域对风荷载的影响较小.基于风洞试验得到的风压时程,对屋盖结构进行了风致响应计算,并给出高架候车厅屋盖及雨棚各结构单元不利风向角.最后,采用有限元软件Fluent对过站列车风进行数值模拟分析,得到列车风风压的空间分布形态.列车过站时,结构上的列车风压力峰值随车体与结构距离增大迅速衰减,在列车以350km/h速度运行通过时,高架候车层可满足舒适性要求.     

雄安站工形钢管柱受力性能研究

为给工形钢管柱在雄安站工程中的应用提供技术支撑,通过缩尺模型试验,分析工形钢管柱在水平往复荷载作用下的压弯性能与破坏形态.采用ABAQUS对工形钢管柱进行数值模拟分析,分析双腹板-翼缘宽度比、宽厚比以及高宽比等参数对其截面应力、承载与变形能力的影响.结果表明:在水平往复荷载作用下,工形钢管柱荷载-位移滞回曲线呈饱满的梭形,变形与耗能能力较强;与平行腹板方向加载相比,平行翼缘方向加载时构件的承载能力更强,刚度退化减缓,面外变形减小.箱形柱与工形钢管柱根部的应力集中显著,易首先出现裂纹.平行腹板方向加载时,工形钢管柱内凹角部位的正应力比箱形柱相应部位的正应力增大,出现显著剪力滞后效应.随着双腹板-翼缘宽度比减小,工形钢管柱的承载力和变形能力逐渐增强,刚度退化率、等效黏滞阻尼系数、板件面外变形等均明显减小,抗震性能总体上优于相同壁厚的普通箱形柱.     

结构工程中的可持续发展问题

建筑工程对城市环境造成的影响相当严峻,可持续发展问题逐渐引起世界各国的高度关注。迄今为止,国内外均尚未建立完整的绿色结构设计评价体系,结构的绿色设计缺乏全面、具体的指导。针对结构设计中的可持续发展问题,介绍了国内外最新的研究进展,对结构耐久性年限、结构体系、构件材料、建筑废物回收与重复利用等问题进行了深入探讨,给出了超高层建筑不同结构方案的经济性与碳排放量比较算例,最后提出了相应的设计建议。