呼和浩特汽车客运东站组合拱结构设计与分析

针对呼和浩特汽车客运东站建筑造型特点,提出了组合拱的结构形式,实现了建筑与结构完美统一。采用SAP2000软件对结构进行了静力、动力和稳定性分析。分析结果表明,恒载和温度作用对结构起控制作用;风荷载和地震作用影响较小;拱单元间的折板(梁)结构对整体结构影响较大,纵向H型钢梁、折板(梁)结构与钢管混凝土拱圈的连接方式对结构整体刚度和稳定性影响很大,进而提出了实现节点刚接的方法。最后介绍了拱形屋盖的滑移施工方案和钢管混凝土拱内混凝土浇筑的关键问题及解决方案。     

改进支架结构强度演化规律分析

针对膨胀、极软岩巷道特殊支护要求,以研发高强度棚式支架为目的,采用结构力学弯矩解析的方法,对不同侧压系数下支架弯矩分布规律,以及改变底拱高度、增加底板横梁、增加顶板横梁、同时增加顶底板横梁、增加顶底板横梁+斜撑5类改进结构弯矩分布规律进行分析。研究结果表明:不同侧压系数下拱顶、拱底弯矩较大,其为支架破坏的主要弱面;改变底拱高度对拱底强度影响较大。在原始支架的基础上,增加底板横梁对提高拱底强度作用明显,但对拱顶强度影响较小;增加顶板横梁对提高拱顶强度作用明显,但对拱底强度影响较小;增加顶底板横梁后,拱顶、拱底强度均得到明显提高,靠近顶底位置的两横梁加固方案其拱顶、拱底强度系数分别提高到3.51和2.715;在顶底板横梁的基础上增加斜撑进一步加固后,顶拱正"V"+底拱倒"V"组合加固结构中拱顶、拱底强度系数分别提高到3.719和2.889。考虑经济效益及现场施工影响,确定靠近顶底位置的两横梁加固方案为较理想结构形式。     

斜撑梁柱核芯节点混凝土施工方法

某图书馆工程4层以上的结构体系对应不同悬挑长度设计了5个斜撑梁,在斜撑梁柱核心节点位置,局部钢筋网密度大,混凝土浇筑时,影响斜撑梁柱核芯节点混凝土密度、强度。文章根据混凝土浇筑方案的模拟实验及分析,确定该核心节点的混凝土浇筑方案,即采用自密实配合比混凝土+后注浆增强的浇筑方式,从而提高和保证斜撑梁柱核芯节点混凝土的密实度、强度。     

高铁下承式钢管混凝土简支拱桥施工过程控制技术

以潍莱高铁跨荣潍高速公路144 m尼尔森体系下承式钢管混凝土简支拱桥为工程背景,针对其同类桥型跨径大、与既有线路平面斜交角度小、拱肋竖向倾斜布置等特点,有必要开展系梁与拱肋支架形式的合理设计、系梁与拱肋应力监控、吊杆力监测等施工过程控制技术研究.提出了系梁采用"钢管柱+贝雷梁"形式和拱肋采用"钢管格构"形式的支架设计方...     

常德高铁站房结构设计

常德高铁站是常益长正线线路上的重要站点,站房分为下部混凝土结构和上部钢屋盖。屋盖采用Γ形刚架作为主要支撑结构,一方面斜柱有效地增加了结构的抗侧刚度,另一方面也与桃花盛开的建筑意象相契合,其结构形式经历了立体三角形桁架、箱桁结合实腹梁、箱形实腹梁3轮方案的推敲演变。针对天窗区域连系桁架拱形下弦的矢高取值,采用Grasshopper+SAP2000联动程序进行自动化参数找形,得到结构受力性能和建筑空间效果均优的平衡点。通过ABAQUS壳单元模型与SAP2000杆单元模型的对比分析,验证了利用SAP2000截面设计器对变截面的异形截面构件分析的准确性,同时对Γ形刚架进行了弹塑性极限承载力分析,结果满足要求。Γ形刚架形态舒张有力,结构受力合理,实现了建筑与结构的完美结合。     

广西文化艺术中心结构设计

广西文化艺术中心由三个单体组成,每个单体呈山的造型,由内部的混凝土结构和外围的拱形钢屋盖组成。三个钢屋盖通过外围的雨篷桁架连为一体,与混凝土结构设防震缝脱开。混凝土部分嵌固在基础底板,通过地下室连为一体,为大底盘多塔结构。拱形钢屋盖落在大底盘顶面的混凝土环梁上,混凝土部分与钢结构部分独立计算。介绍了基础设计及体系布置,详细阐述了大底盘多塔结构的设计方法及混凝土环梁的比选设计思路,考虑了上部钢结构与下部混凝土结构的相互影响,对钢屋盖关键节点采用有限元软件ANSYS进行计算分析,结果表明,结构设计合理可行。     

一级抗震预应力混凝土框架混合出铰机制下柱端弯矩增大系数研究

按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》要求,对一级抗震预应力混凝土框架结构(简称"一级PC框架")进行"强柱弱梁"调整时,会出现中柱配筋面积过大及节点受剪承载力不足等问题。为降低中柱配筋,提出了一级PC框架结构"弱化中柱"、"强化边柱"的"强柱弱梁"调整方案,即通过弱化中柱配筋、强化边柱配筋,定义"强柱弱梁"框架为"罕遇地震作用下中柱和PC梁出现塑性铰,边柱除底层柱底外基本不出现塑性铰"的混合出铰有限延性框架。以4榀按抗震设防烈度8度(0. 2g)设计的不同跨数、层数的一级PC框架为研究对象,进行柱端弯矩增大系数研究。首先弱化中柱配筋,然后以控制边柱纵筋临界屈服为目标,对各个PC框架算例输入30条罕遇地震水准的地震波进行弹塑性时程分析,由梁实际配筋的正截面受弯承载力反算边柱所需的柱端弯矩增大系数,并经统计分析后提出具有明确概率意义的增大系数建议值。按照上述调整方案对算例进行再设计和弹塑性时程分析,结果表明,该调整方案能够避免结构在罕遇地震作用下出现整体和局部破坏,边柱除底层柱底外基本不出现塑性铰,上部楼层边柱总体安全储备较大,结构表现为以中柱和预应力梁出现塑性铰的混合耗能机制。     

太原市南中环汾河桥主桥设计

太原市南中环汾河桥是跨越汾河连接太原市东西城区的重要桥梁.主桥为60 m+180 m+60 m下承式连续拱梁组合体系结构,拱肋由主拱和副拱形成月亮造型,通过斜拉杆将两个向外倾斜的月亮造型拱肋连为一体,主吊杆、斜吊杆、斜拉杆形成六索面吊索体系,加劲梁中跨92 m部分为钢混凝土叠合梁,其余为预应力混凝土箱梁,拱肋的恒载水平力由系杆索平衡.本桥结构独特、外型优美,尤其是中央斜拉杆的设置,既是受力的需要,又丰富了建筑造型.本文介绍桥型构思、方案比选以及主桥的总体设计.     

某大跨异型吊索拱结构钢桥设计与分析

某钢结构慢行桥由于桥体造型及功能的要求,采用异型吊索拱结构。钢桥桥面梁顺桥向为(24+54+28)m三跨钢箱梁,横桥向宽度在8.250~14.721m范围随桥型变化,设置3根方钢管拱及32根吊索以实现结构整体受力合理。设计时对桥拱及钢梁结构选型、设计参数选取等进行了分析研究,并通过找力分析确定吊索初拉力,采用SAP2000软件分别建立梁单元模型及多尺度模型对结构体系在各荷载组合工况下进行了静力分析及动力分析,得到了结构的受力和变形特点。在此基础上,对桥梁基础形式进行多方案对比设计,以保证桥梁整体设计的可靠度与安全性。最后探讨了异型钢结构桥梁设计中需注意的问题。     

220 kV斜撑构架结构设计和力学分析

设计了一种新型的斜撑构架,将常规构架两端设置的端撑合二为一交叉设置于构架中部以节省占地面积。提出柱顶节点、构架梁连接板和斜撑交叉节点的构造方案,并优选了构架柱、构架梁的截面参数。依据梁、柱的截面参数和节点布置方案建立有限元模型,校核其强度、刚度和稳定性,并对交叉节点做补充计算。结果表明:220 kV斜撑构架是一种合理、安全、可靠的结构形式。     

Evaluation of the Effect of End-Connection Specifications on Lateral Bearing Capacity of Concentrically Braced Steel Frames

Concentrically braced steel frames should be capable of bearing considerable amounts of lateral force. The connection of these frames to beams and columns plays an important role in this respect. This connection is designed to either prevent end-connection problems caused by free buckling of a member or reinforce the gusset plate to reduce damages caused by possible buckling of a member at the connection. In order to assess seismic and buckling behaviors of braces under different conditions, 8 single-span one-story frames with diagonal braces were studied using a finite-element software. The first two models were implemented to assess the impact of end clearance, while the other six models were used to study the effects of different stiffeners on the gusset plates. Results showed that, proper incorporation of stiffeners can prevent early failure of the gusset plate connection and enhance post-buckling behavior.     

Experimental study on seismic performance of steel frame- K-shaped brace structure system

为实现钢结构住宅中不凸梁凸柱的建筑效果，采用小截面钢构件组成的钢框架-K形支撑结构体系，通过K形钢支撑的设置，有效减小了构件截面尺寸。为研究钢框架-K形支撑结构体系的抗震性能，选取其中典型的抗侧力单元，制作足尺模型进行拟静力试验，并采用ABAQUS软件对其抗震性能进行有限元分析。研究结果表明：该结构体系可实现多遇地震弹性、罕遇地震不倒的设计目标，当结构位移角达1/30时仍可保持承载能力，表现出良好的抗震性能；按照斜向支撑、竖杆、框架梁柱的顺序依次屈服，斜向支撑可有效保护主体框架；位移延性系数为10.0，滞回曲线饱满；当位移角为1/50时，等效阻尼比为18.9%，耗能能力优异。     

钢框架-K形支撑结构体系抗震性能试验研究

为实现钢结构住宅中不凸梁凸柱的建筑效果,采用小截面钢构件组成的钢框架-K形支撑结构体系,通过K形钢支撑的设置,有效减小了构件截面尺寸。为研究钢框架-K形支撑结构体系的抗震性能,选取其中典型的抗侧力单元,制作足尺模型进行拟静力试验,并采用ABAQUS软件对其抗震性能进行有限元分析。研究结果表明：该结构体系可实现多遇地震弹性、罕遇地震不倒的设计目标,当结构位移角达1/30时仍可保持承载能力,表现出良好的抗震性能;按照斜向支撑、竖杆、框架梁柱的顺序依次屈服,斜向支撑可有效保护主体框架;位移延性系数为10.0,滞回曲线饱满;当位移角为1/50时,等效阻尼比为18.9%,耗能能力优异。     

某玻璃幕墙空间钢框架计算长度分析

某工程玻璃幕墙钢框架体型复杂,以斜立柱、斜梁和斜撑构成一个稳定性良好的空间框架结构。在该结构中,斜立柱和梁等关键构件的计算长度系数难以套用现行规范来确定。通过屈曲分析,研究斜撑对斜立柱和梁的稳定性的影响,并采用分片加载的方法最终确定各个构件的计算长度系数。     

我国拱形钢结构设计理论研究现状与展望

结合我国JGJ/T 249-2011《拱形钢结构技术规程》的颁布,对拱形钢结构设计、计算及施工中的关键问题如受力性能、结构选型、稳定性能及加工制作等方面进行了阐述。研究表明：与梁柱等直构件相比,拱形钢结构的设计理论、特别是稳定设计方法更为复杂,其受力和工作机理受拱轴线形式、跨度、矢跨比、拱脚边界条件、截面形式、荷载形式及组合、面外支撑条件等诸多因素影响。拱形钢结构平面内失稳对荷载和变形的非对称初始缺陷较为敏感,对于钢管桁架拱必须考虑弦杆局部失稳对整体稳定承载力的削弱作用;平面外弯扭失稳时,变形及受力复杂,其稳定承载力受拱脚、荷载条件及支撑布置影响显著;初步建立平面内稳定设计方法并在规程中予以体现,包括实腹式截面拱（含腹板开孔钢拱）、钢管桁架拱以及钢管混凝土拱等结构形式;平面外稳定性及面外支撑设计是拱形钢结构设计理论的重要组成部分,在规程中还有待进一步补充和完善。     

广州亚运城体操馆结构设计

广州亚运城体操馆屋盖结构体系由比赛区直腹杆拱架体系、训练区桁架体系和飘带区单层网壳三个大单元构成,各单元通过内外环梁和H形钢梁连接。将上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模计算,通过节点有限元分析确定了直腹杆拱架节点刚接形式,总结了判断节点刚度的标准。通过精细分析,确定了主要受力构件——柱和直腹杆拱桁架各杆件的计算长度。对支撑体系进行优化设计,确定结构抗侧刚度。通过大悬臂端铺设应力蒙皮板计算分析,表明应力蒙皮板起到了一定的抗震作用。最后对本工程进行了弹塑性时程分析,考察了整个结构大震下的受力特征,分析表明支撑钢屋盖的内环柱及外环柱均处于弹性状态,下部混凝土柱基本处于弹性状态。     

钢筋混凝土桁架的设计与应用

由于影剧院、礼堂等建筑的台口跨度较大,普通钢筋混凝土台口梁的强度、裂缝和挠度很难满足设计要求,利用舞台与观众厅之间的空间设置钢筋混凝土桁架,能有效解决台口跨度大造成的结构难题。结合两个工程设计实例,论述了采用SATWE计算软件对含有钢筋混凝土桁架的结构进行整体分析的合理性和适用性;给出了建立计算模型时桁架的弦杆、腹杆、斜杆以及楼板采用的计算单元;分析了桁架端部斜杆设置、弦杆断面、腹杆间距等因素对桁架内力分布的影响;提出了设计中应采取的构造措施和施工工艺。     

钢筋砼框架考虑斜裂缝影响的非线性全过程分析

本文通过对一些约束梁、约束柱及连续梁抗剪试验资料的分析研究，采用斜压场模型模拟有反弯点的剪跨区段当斜裂缝出现后剪力作用下的受力状态，并考虑剪跨比的影响及纵筋的暗销作用，导出了剪力、剪切变形、轴力之间的关系。用此模型对不同条件的５８根剪切破坏的约束梁、柱进行了计算比较。同时，将模型引入框架非线性分析中的单元刚度矩阵及固端力列阵，编写了框架非线性全过程分析程序，对一定数量发生弯曲剪切破坏的两跨连续梁进行了计算比较，计算结果与实测结果符合较好。本文进行了三榀门式框架及二根两跨连续梁的试验，用上述程序进行了框架、连续梁考虑斜裂缝对内力重分布及构件变形影响的比较分析。     

广州琶洲PZB1301项目抗震性能设计

基于性能的抗震设计方法是现代工程抗震理论发展的重要方向.本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,辅以钢斜撑传递悬挑结构内力.设计中立足于承载力和变形能力的综合考虑,针对框架梁柱、钢斜撑、转换梁、核心筒、节点等不同构件的受力情况,采用基于性能的抗震设计方法,通过小震弹性、中震弹性以及大震弹塑性分析,结构整体及各构件的抗...     

平安金融大厦超限高层结构抗震性能优化分析

中国平安金融大厦为超限高层结构,采用由钢管混凝土柱、钢梁及钢支撑构成的中央框架-支撑体系,以及钢骨混凝土柱和钢骨混凝土梁组成的外框架。介绍结构主体的优化设计和抗震性能控制分析。结构的工程方案设计与优化,采用现行国家规范并参考国外标准的先进部分,制订全面的优化设计原则。针对突破国内规范限制内容,采取相应的措施调整结构抗侧刚度,并增强结构的延性。经过结构优化设计特别是抗震性能改进分析,既保证了结构的安全性、使用性,同时提高了结构的经济性。