钢-混凝土组合空腹板架结构与组合结构对比研究

钢-混凝土组合空腹板架结构是一种新型的组合结构体系。由于其具有刚度大、承载力高等优点,近年来在部分跨度大、荷载大的工程中得到了应用。对钢-混凝土组合空腹板架结构关键部位的受力特点作出分析,进行了钢-混凝土组合空腹板架结构与传统组合结构的对比分析,为钢-混凝土组合空腹板架结构的选用提出建议。     

组合空腹板架结构研究与应用

钢-混凝土组合空腹板架是一种新的组合结构形式,本文详细介绍和总结了该类结构的构造、理论分析方法、试验研究及工程应用情况。理论分析方面,总结了离散化的有限元法及连续化的拟板法两类分析计算方法,并给出了算例对比。研究表明,基于梁单元、壳单元的混合有限元模型可以满足工程设计精度的需要,同时计算和数据处理工作量较小。试验研究方面,介绍了针对该类结构所做的四项试验,其中既有结构模型试验,也有结构原位试验;既有结构静力试验,也有结构动力特性测试试验以及节点低周反复加载的拟静力试验研究。试验结果证明了此类结构的安全性,也验证了理论分析的可靠性,同时为结构形式的完善和工程设计提供指导。组合空腹板架结构已在多项工程中应用,具有代表性的有两项,其一,为跨度19.5m的大荷载楼盖结构;其二,为跨度33m的楼盖结构,两项工程均已使用多年,效果良好。     

钢-混凝土组合空腹夹层楼盖自振特性实测分析与研究

钢-混凝土组合空腹夹层楼盖是一种典型的三维受力结构构件。通过贵州省博物馆新馆5D影厅楼盖进行现场模态实测及有限元计算的方法研究了此种楼盖的自振特性,并在此基础上对其跨高比及空腹率两个影响楼盖基频的主要参数进行回归分析,以寻求此类楼盖自振频率的简化计算方法。研究表明,钢-混凝土组合空腹夹层楼盖自振特性与实心平板楼盖类似,基频较低,自振频率比较密集,属于模态密集型结构。通过回归分析推导出楼盖基频与跨高比和空腹率的关系式。     

大跨度钢-混凝土组合空腹板的设计与施工

钢-混凝土组合空腹板是一种新型的组合结构形式。详细介绍并讨论了一跨度为19·5m、平面尺寸19·5m×31m、设计荷载较大的钢-混凝土组合空腹板楼盖的分析、计算、设计及施工,给出了结构的布置和主要受力性能,以及构件和节点构造设计。施工后的检测证明,理论分析可靠,工程效果良好。     

组合空腹板板柱结构设计与研究

组合空腹板是一种新型组合结构。本文详细介绍了该类结构的构造与特点,结合一钢管混凝土柱点支承组合空腹板板柱结构的工程设计,分析讨论了该类结构的变形及内力分布规律、板柱节点构造等。结果表明,该类结构具有刚度大、截面高度小、用钢量少、施工方便等特点。组合空腹板有推广应用价值。     

18m跨组合空腹板架结构坡屋盖分析及特点

坡屋顶是屋盖的主要形式之一,组合空腹板架结构是一种新型的组合结构形式。本文对一18 m跨的组合空腹板架结构坡屋盖进行了计算及理论分析,运用大型有限元软件ANSYS对模型在正常使用荷载下的内力进行了精确计算。研究表明,组合空腹板架结构坡屋盖具有力学性能良好、结构形式美观、空间利用效果好及结构维护便利等特点,可以在特定的使用条件下进行推广运用。     

一种新型板架结构的设计与研究

前言在网架结构中钢筋混凝土板仅起到传递外荷载的作用,而板的自重也作为一种荷载加于网架节点上,板本身并不参与网架结构的工作。如把板代替网架的上弦,这样就形成了钢筋混凝土板和钢腹杆及下弦杆的组合结构,这种结构充发发挥材料的性能,既节约了钢材又增加了结构的刚度。我们结合南京某工程设计、研究试制了一种新的板架结构。     

组合空腹夹层板的简化计算方法研究

组合式空腹板是一种新型的组合结构,可用于大柱网、大跨度的多层建筑.与传统结构相比,它具有自重小、跨度大、结构高度小、施工速度快等优点,因此它具有很广阔的应用前景.文章讨论组合空腹夹层板的简化计算方法,并将简化计算结果与有限元分析结果进行对比分析,分析结果表明该组合空腹板简化计算方法在实际工程运用中具有可行性.     

组合楼板自振频率的计算与试验研究

通过对压型钢板-混凝土组合楼板自振频率进行的计算与试验研究,比较了组合楼板刚度不同的计算公式,并参考国外规范,给出了组合楼板自振频率的设计要求及计算公式。     

组合空腹梁的静力特性研究

提出了一种新的组合空腹板结构形式,它由下层交叉钢肋、上层混凝土板及连接上下层并使之共同工作的钢管或钢管混凝土剪力键组合而成。为研究该类结构的静力特性,对组合空腹板的组成单元——组合空腹梁进行了足尺模型试验,侧重研究组合空腹梁下层钢肋、上层混凝土板的内力分布规律;对组合空腹板建立了基于空间梁单元与壳单元的混合元计算模型、空间壳单元计算模型两种有限元分析方法,对试验模型进行了理论分析。将试验数据、两种有限元计算方法的计算结果进行了比较。研究结果表明,组合空腹梁的内力分布均匀,能较好地发挥材料强度,具有刚度大、整体性好的特点;对简支组合空腹梁,其下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,弯曲应力在总应力中占了较大的比例;研究结果同时也验证了理论分析的可靠性。     

辐射式张弦桁架结构的自振特性分析

利用ANSYS 软件中的子空间迭代法,分析了辐射式张弦桁架结构的自振特性,针对不同的参数,如辐射桁架臂数、矢跨比、垂跨比、撑杆数目、环向索数目、径向索预应力度和环向索预应力度等进行了大量参数分析,得出了各参数对辐射式张弦桁架结构的自振特性的影响及该结构的自振规律.     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖舒适度实测与研究

大跨度楼盖结构人员舒适度控制指标为竖向振动频率及竖向振动加速度。以黑龙江中医药大学文体中心B区的57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该结构进行了现场竖向振动模态测试,获得了该楼盖结构前4阶竖向自振频率、振型及竖向加速度,并采用有限元方法对结果进行了分析与评价。研究结果表明：楼盖竖向1阶振动频率的有限元分析和测试结果均满足现行规范要求;楼盖竖向峰值加速度实测结果满足小于0.005g的要求,不会引起人体的不舒适;有限元方法计算频率比实测结果偏高,是因约束条件不同所致,故设计中需要考虑楼盖与柱的刚性连接。     

33m跨度组合空腹楼盖设计及测试

本文详细介绍了一跨度33m的钢-混凝土组合空腹楼盖的结构形式。采用基于壳单元和空间梁单元的混合有限元模型对其进行了理论分析,得到了结构的位移、内力、自由振动的振型及频率。介绍了结构各构件及支座节点的设计、结构的施工方法和流程。为验证理论分析的可靠性,对该组合空腹楼盖结构进行了原位试验,测试了结构自由振动的基本频率,并与理论计算值进行了比较和分析。研究表明,组合空腹楼盖的下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,从支座到跨中,其轴力逐渐增大而弯矩逐渐减小,因此,组合空腹楼盖的应力分布比较均匀,可以充分发挥材料的强度,有效地节省材料;剪力键主要承受弯矩和剪力,从支座到跨中,其弯矩和剪力逐渐减小。设计荷载下,结构最大挠度110mm;结构的前10阶振型均为竖向振型,振动规律类似于实体平板;基本频率的理论计算值与实测值分别为3.15Hz和5.0Hz,分析了误差存在的原因,进而说明了理论分析的可靠性。     

Experimental study on fundamental frequency and human-induced vibration characteristics of light steel foam concrete composite floor

In order to study the dynamic characteristics and human-induced vibration response of light steel foamed concrete composite floor (LCSF), the vibration characteristics of 4.2 m × 5 m LCSF model were tested under the condition of opposite side support, and the natural vibration frequency of LCSF was obtained. The orthogonal anisotropic elastic plate and the simulated beam element were used, respectively, to compute the natural vibration frequency of the LCSF, and the estimated findings were compared with those obtained from measurements. The discrepancy between the calculated results and the measured results of the approximate beam element using the natural vibration frequency calculation technique is around 13%, but the error for the plate element using the calculated results and the tested results is about 23%. To examine the floor's vibration response under the factors of step frequency, walking path, pedestrian density, and load distribution, the LCSF underwent a human-induced vibration test. The test results show that the fundamental frequency of the LCSF specimen is about 11 Hz, which can meet the requirements of the specification. However, the vibration response of the LCSF specimen under different conditions of pedestrian load is significantly different. With the acceleration of step frequency and the increase and concentration of load, the floor's vibration response becomes more visible. In the route test, it is established that LCSF has the attribute of a unidirectional plate. The natural vibration frequency of similar floor slab can be calculated by the method of simulating the natural vibration frequency of beam element. The findings can serve as a guide for LCSF research and implementation.     

基于舒适度的钢桁架-混凝土组合楼板动力特性研究

大跨楼盖结构的振动舒适度问题在结构设计中不可忽视,钢桁架-混凝土组合楼板是大跨结构中常用的楼板形式.针对该类型楼板的振动舒适度问题,建立简化层合梁模型以及精细的层合板模型,分析结构动力特性的影响因素和影响机理,并建立某真实结构的参数化有限元模型,计算细部构件对楼板振动频率影响规律.研究表明:当混凝土板和钢桁架的弹性模量...     

某城楼大跨度钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度研究

以某城楼大跨度楼盖为工程背景,开展了钢-混凝土叠合板组合楼盖振动舒适度评估研究.首先通过现场动力特性测试获得的楼盖结构一阶竖向动力特性,校核了建立的整体结构精细化有限元模型,然后仿真分析得到了楼盖受单人行走、多人行走以及单人跳跃等多种激励的动力响应,最后开展了楼盖振动舒适度评价.结果 表明:该新型楼盖结构竖向刚度整体较...     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖结构研究与应用

提出一种多层大跨度结构体系--U形钢板 混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖,该结构体系由U形钢板-混凝土组合下肋、钢筋混凝土上肋和上下肋间设置的钢筋混凝土剪力键形成的需考虑夹芯层剪切变形的空间楼盖。介绍了该楼盖结构体系的简化计算模型、弹性连续化理论分析方法和实用分析方法,通过仿真模型试验及实际工程应用,验证了弹性连续化理论分析方法与实用分析方法的正确性。研究结果表明：采用由上、下表层薄膜刚度和具有一定抗剪刚度的剪力键夹芯层组成的U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖简化计算模型进行弹性连续化理论分析,其分析结果与仿真模型试验结果基本相符,相对误差最大不超过5%;按等强和等刚度原则将U形钢板-混凝土组合空腹夹层板折算成钢筋混凝土实腹梁的实用分析方法,其计算结果与仿真模型试验结果基本相符,相对误差最大不超过4%。以黑龙江中医药大学文体中心B区57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为算例,并与原位测试结果进行比较,说明U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖安全可靠,且具有较好的经济性。     

天津环渤海大饭店楼板结构振动舒适度设计

天津环渤海大饭店采用钢-混凝土组合楼板,刚度较小,针对其在人行激励下可能发生的舒适度问题,采用有限元分析法,对不同使用功能的楼板振动进行了计算分析,并提出了改善舒适度的建议。     

辐射式张弦梁结构自振特性和地震响应分析

辐射式张弦梁结构是一种新型空间结构形式,具有结构受力合理、整体刚度大、造型美观、施工简单等优点.以该结构为研究对象,应用有限元方法对结构的频率和振型进行分析,运用时程分析法计算结构在地震作用下的地震响应,针对不同参数如矢跨比、垂跨比、撑杆数、斜索预应力值及不同地震波进行参数分析,得出了各参数对辐射式张弦梁结构地震响应的影响.计算结果表明,随着矢跨比和垂跨比的增大,辐射式张弦梁结构跨中竖向位移减小;而撑杆数目、索内预应力对结构影响不大.此外这种结构由于跨度大,因此对地震作用较为敏感.