浅析钢管桁架的体外预应力加固技术

为提高既有结构构件的承载能力,往往采用体外预应力等主动加固方法。采用钢结构网架空间桁架及异型结构3D3S软件,对某电影院屋面钢管桁架进行整体建模分析,鉴定桁架结构的整体安全性,找出其危险杆件,并进行体外预应力加固,分析结果表明,体外预应力加固技术同样适用于钢管桁架。     

钢桁架输煤皮带走廊检测及预应力加固应用研究

平顶山天安煤业有限公司一矿选煤厂901输煤皮带走廊建于20世纪80年代,经过30多年的使用,钢桁架结构下弦及下弦节点出现严重锈蚀,杆件及节点板承载力已不满足设计要求,给生产带来严重安全隐患。经论证分析,在不影响正常生产的情况下,采用预应力钢绞线加固方法,对钢桁架进行了整体加固,以转移承载力不足的下弦杆件受力。通过理论及有限元计算分析,并经现场预应力张拉试验,预应力加固钢桁架皮带走廊方法具有高效、经济及施工方便等优点,该方法可广泛推广应用到该类型的皮带走廊加固中。     

平面预应力钢桁架优化设计和最优高度研究

以钢桁架结构的造价为目标函数,采用罚函数的方法,对给定的平行弦平面钢桁架及平行弦平面预应力钢桁架计算模型进行优化设计,通过对大量计算结果的研究,得出了几种跨度下的平行弦平面钢桁架及平行弦平面预应力钢桁架的最优高度。对于相对较小的荷载,可以找到平行弦平面钢桁架及平行弦平面预应力钢桁架的经济高跨比范围。     

预应力钢结构在我国的应用和发展

<正> 预应力钢结构的用途很广。从结构体系来说,可用于轴向受力(拉杆和压杆)杆件、受弯杆件(实腹梁和桁架)、拱和刚架、静定结构和超静定结构等。从结构种类来说,可用于普通房屋结构、桥梁结构、悬索结构、网架结构、塔桅结构、栈桥结构,以及原有钢结构的加固等。在一般情况下,可比普通钢结构节省钢材20～25%。国外,这种结构广泛用于公路和城市桥梁、大跨度屋盖结构及楼盖和平台结构中。我国对预应力钢结构的研究是从1954年     

大跨预应力钢桁架优化设计和最优造价曲线研究

以钢桁架结构的造价为目标函数 ,采用罚函数的方法 ,对几种高度的 42m跨平行弦平面桁架、平行弦预应力平面桁架、倒三角形立体桁架、倒三角形预应力立体桁架进行优化设计。通过对计算模型的大量优化结果研究 ,提出了最优造价曲线的概念 ,描绘出几种高度的 42m跨平行弦预应力平面桁架和倒三角形预应力立体桁架在不同预拉力值下的最优造价曲线、几种高度的 42m跨平行弦平面桁架及倒三角形立体桁架的最优造价曲线 ,并对这些曲线的特性作了分析。最后通过示例说明这些曲线可以帮助建筑或工艺专业进行建筑结构选型 ,也可作为建筑经济专业报价和审计之用     

腹杆角度对平行弦木桁架受力性能的影响

为研究腹杆角度对平行弦木桁架承载性能的影响,对跨度为2000 mm、杆件截面尺寸200 mm×89 mm的平行弦木桁架进行了Smsolve结构力学求解器理论模型分析与有限元模拟.在此基础上,对平行弦木桁架进行了静力加载试验,分析了平行弦木桁架在不同腹杆角度下的极限荷载、受力分布规律和主要破坏形式,验证了平行弦木桁架模型...     

采用体外预应力加固简支实腹钢梁的设计计算

体外预应力加固方法是提高钢梁承载能力、改善其受力性能的一种简单易行的方法。本文对体外预应力加固简支实腹钢梁时体外预应力筋的线形布置、预应力损失以及内力增量的计算和体外预应力筋截面面积的确定进行了分析 ,并且对加固后钢梁的设计计算进行了研究 ,最后通过一实例进行了设计计算     

苏州高等教育园预应力拉索拱结构设计与分析

苏州高等教育园主入口钢结构预应力拉索拱是教育园的标志性建筑。结构建筑造型复杂,体量较大,结构采用了空间管桁架形式。讨论了结构计算和设计中的主要问题,包括杆件设计、节点设计和抗震分析等。分析结果表明,此类管桁架结构按桁架模型和刚架模型计算结果整体上差别不大,但局部杆件可能需要考虑次弯矩的不利影响;预应力的大小影响拉索拱的模态和自振周期;拉索预应力的取值要综合考虑结构的整体反应、变形要求和经济性等因素。     

基于结构优化的张弦立体桁架经济性分析

在截面面积和索力值优化设计的基础上,建立以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出在考虑结构位移和杆件强度约束下计算钢管直径、厚度的最优造价优化法.最后分别对预应力张弦立体桁架和非预应力张弦立体桁架进行优化,通过算例分析得出预应力张弦立体桁架相对于非预应力张弦立体桁架在经济上的优越性.     

基于结构优化的张弦立体桁架经济性分析

在截面面积和索力值优化设计的基础上,建立以最小造价为目标函数的优化模型,参考市面上各种钢管和钢绞线的报价,提出在考虑结构位移和杆件强度约束下计算钢管直径、厚度的最优造价优化法。最后分别对预应力张弦立体桁架和非预应力张弦立体桁架进行优化,通过算例分析得出预应力张弦立体桁架相对于非预应力张弦立体桁架在经济上的优越性。     

预应力钢桁架考虑布索位置的形状优化设计探讨

考虑了布索位置对于预应力钢桁架形状优化设计的影响,给出了预应力钢桁架考虑布索位置的结构形状优化设计的数学模型;导出了结构节点坐标灵敏度系数计算公式,并给出了相应的计算方法;就平行弦布索的预应力拱桁架结构进行了优化设计.     

浦江体育中心张弦罩棚结构分析与设计

介绍了浦江体育中心体育场预应力张弦罩棚(最大悬挑约30m)工程的基本概况、结构的平面布置、索桁架的结构形式以及整体经济性指标。对索桁架体系,分别进行了平面内的线性受力分析以及几何非线性分析,总结了多种荷载工况下的索桁架受力特性。对线性与非线性分析结果进行比对,发现此类结构为半刚性结构,应当采用几何非线性的分析方法。设计过程中确定了索桁架上下弦拉索初始张拉力的基本原则与技术要点;着重研究了支撑索桁架体系的外围混凝土柱的受力特点。单独推导了作为索桁架平面外支撑的环拱的等效轴压刚度的计算公式,以及确定环拱截面的设计方法。     

大跨度钢桁架梁焊接拼接节点加固设计及监测分析

大跨度钢桁架常采用工厂分段制作、现场焊接拼接连接的方法进行施工安装,杆件拼接连接焊接施工质量直接影响结构承载能力和结构安全性。针对工程检测中发现的杆件拼接焊接的严重质量缺陷,考虑构件受力特点,采用腹板补强增大截面法进行焊接拼接节点加固。为了验证加固设计的有效性,对构件焊接拼接节点处的受力性能进行数值模拟分析和施工过程节点应力状态监测。通过对比分析数值模拟结果与钢桁架梁焊接拼接节点处应变实测结果,验证钢桁架梁采用腹板补强增大截面法进行焊接拼接节点加固的传力有效性。     

多层混合结构中钢桁架选型与设计探讨

湖州华润万家商场采用钢-混凝土混合结构体系。多层混合结构中钢桁架的选型不仅要满足桁架自身的受力要求,还需考虑其对结构整体抗震性能的影响。给出了三种桁架结构布置方案,并对其进行分析比较,发现在满足受力前提下,桁架应尽可能减少斜腹杆数量,避免结构产生薄弱层和软弱层。钢桁架支座节点连接及受力复杂,经研究采用构造简单且密实度较高的铸钢节点;桁架跨间节点则采用带内隔板的钢板节点,为减少焊缝数量,节点两侧板件均采用整块钢板;对所有节点进行了有限元分析计算,确保受力满足设计要求。建立带弹性楼板的钢桁架分析模型,并与独立钢桁架分析模型进行了比较,发现楼板可降低桁架杆件的内力,但自身内力会相应增加,楼板设计时需考虑此附加内力的影响。     

变形受端部柱子约束的下降式平行弦桁架梁的轴力分析

下降式平行弦桁架梁是目前应用较为广泛的一种桁架梁。本文主要讨论了这种桁架梁在其变形受端部柱子约束时杆件轴力的变化规律,并提出了一种行之有效的手算杆件轴力的方法。     

广东水利水电学院文体馆屋盖结构方案设计

针对广东水利水电学院文体馆的折板型屋盖,采用常用的主次桁架和折板网格方案分别建模计算分析,对两种结构方案进行了比较.主次桁架方案传力路线清晰、挠度小、造型美观,但整体性差;折板网格方案整体性好、用钢量省,但局部受力较大,相应杆件截面较大,球节点会用到非常规直径.在考虑将两种方案优势互补基础上提出了一种新型的组合桁架与网格复合结构体系.对复合结构体系屋盖及主体混凝土结构进行了整体计算分析,并在此基础上利用弦支结构的概念对屋盖结构进行了优化,折板型屋盖结构的受力性能及用钢量得到明显改善.     

错列钢木混合桁架设计研究

在错列桁架钢木混合结构体系中,桁架直接承受重力荷载,是横向抗侧力的主要构件,因此桁架设计研究对于错列桁架结构体系的整体受力性能至关重要.在初步布置钢木杆件的基础上,研究在桁架跨度一定的情况下,桁架节间数目不同、空腹节间位置不同时桁架杆件在竖向荷载作用下的内力变化;桁架腹杆的合理布置形式.比较结果表明:在钢木混合桁架中,...     

钢框架结构的钢-混凝土组合加固法及其工程应用

某钢框架桁架梁和工字型钢柱的承载能力不足,需要对其进行加固,原工程方案是在桁架梁两侧增焊槽钢,工字型钢柱四周增焊角钢,为了减少用钢量以及降低施工难度,新方案是在压型钢板与钢梁接触部位进行钢板开洞,并在桁架梁上翼缘顶部增焊抗剪螺栓,同时浇筑混凝土并配筋,达到组合梁的受力效果;钢柱的加固是采取外包混凝土进行加强。在有限元设计软件Midas中,验算了施工阶段纯钢桁架梁的承载力,提取了使用阶段最不利组合下组合梁、钢骨混凝土柱的内力与挠度,与手算得出的新梁柱抗弯、抗剪承载力比较,同时计算了结构整体的动力特性与小震下的层间位移角。结论:钢-混凝土桁架梁达到原加固方案的承载要求,该方法不仅减小了用钢量,也提高了原钢框架整体的性能。     

用图解法解任意静定平面桁架的内力

<正> 前言在各种工程结构设计中,经常遇到各种类型的静定平面桁架,如何准确,迅速的求解出桁架中每个杆件的内力,在目前有二种方法:数解法与图解法。所有的静定平面桁架均可采用数解法求出各杆件的内力值,由于桁架结构形状不同,可分别采用不同的数解手段,如“节点法”“截面法”,“通路法”,“杆件代替法”等。这些方法的特点是:桁架中各杆的内力值通过计算得出数字的答案。图解法是把桁架各个杆件的内力,通过     

刚性悬索加劲钢桁梁桥空间受力分析

结合东江大桥的结构特点,建立考虑节点刚度影响的刚性悬索加劲钢桁梁桥空间受力计算模型。计算结果表明:节点刚度对于结构的整体位移不可忽略,应充分考虑节点刚度对杆件内力的影响;由弯矩引起的附加应力可占到杆件总应力的30%左右;设计时为计算简便,可以直接用刚接模型的最大应力作为设计控制应力,但更为精确的计算应考虑整体节点连接刚度的影响。