德令哈市体育场钢结构整体稳定性分析

利用通用有限元软件对青海省海西州德令哈市体育场罩棚进行整体稳定性分析,罩棚采用桁架拱结构形式,整体稳定性分析时考虑了初始缺陷、荷载作用范围及拱脚约束形式的影响.先对结构进行特征值分析,然后利用非线性有限元分析方法得出结构受载全过程荷载-位移曲线,以此为基础分析桁架拱结构整体稳定性能的基本规律.结果表明:结构整体稳定性随初始缺陷增大而降低;结构在全跨荷载作用下的稳定性比半跨荷载略高,结构在半跨荷载作用下整体稳定性对初始缺陷更为敏感;结构的整体稳定性随支座刚度的增大而增大.     

外包钢中空混凝土组合结构桥塔轴压性能研究

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明:该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。     

Study on mechanical behavior of a new type of hollow composite pylon

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明：该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。     

腋板加强型节点钢框架抗震性能试验研究

为研究腋板加强型节点空间钢框架抗震性能,对1∶3缩尺腋板加强型节点空间钢框架子结构进行拟静力试验,研究荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、层间位移角、承载力退化、塑性耗能等抗震性能。试验结果表明：南、北两榀钢框架滞回曲线饱满对称,骨架曲线呈S型,层间位移角在4.29%~5.99%之间;试验过程中8个腋板加强型梁柱节点连接焊缝均未出现开裂,梁端翼缘及腹板塑性变形显著;腋板加强型节点钢框架在循环往复荷载作用下表现出良好的耗能能力,整体结构耗能较为充分;在等幅荷载作用下,南、北两榀钢框架承载力退化系数呈缓慢增长趋势,结构空间协同工作效应在一定程度上提高了钢框架承载能力。     

斜拉桥异形索塔钢锚箱应用研究与设计

钢锚箱锚固的结构形式由于其传力方式明确、加工及施工方法成熟等优点在斜拉桥中得到应用,但较少应用于较小跨径(跨径200 m)的斜拉桥中。以宁海腾飞路桥(独塔斜拉桥)为工程背景,对小跨径异形桥塔斜拉桥的拉索锚固体系进行设计及有限元计算分析。通过优化设计空间有限的索塔钢锚箱构造,解决桥塔锚固部分由于构造原因出现局部裂缝、异形桥塔不规则截面引起的环向预应力受力不均衡以及异形桥塔施工放样相对困难等问题。     

考虑整体提升式脚手架刚度的钢桁架结构安全性有限元分析

以上海某酒店大楼改扩建工程项目为背景,结合钢桁架作过渡体系、外立面附着整体提升式脚手架的施工工况,对该工况下钢桁架结构与脚手架在拉结作用下共同变形、相互影响的实际问题,采用MIDAS有限元软件,分别建立了考虑整体提升式脚手架刚度的钢桁架整体模型和将脚手架作为竖向荷载的钢桁架独立模型,并进行对比分析。结果表明,在风荷载控制条件下,考虑整体提升式脚手架刚度的钢桁架结构变形、应力、柱底反力相对减小,钢桁架结构满足安全稳定性要求。     

均质土中钢顶管顶进稳定性的能量法分析

顶管作为一种非开挖技术,越来越多地应用于各种地下管线工程。钢顶管在顶进过程中,如果顶力控制不当,可能发生轴向整体屈曲,从而导致管体结构失稳破坏。针对这一问题,考虑管周土体的约束、管–土摩阻力以及轴线偏差引起的初弯曲等作用,建立并求解了均质土中钢顶管在轴向顶力作用下的能量方程,获得了临界顶力荷载的解析解。然后,从轴线偏差、管周土体地基反力系数、管–土摩阻力方面分析了钢顶管轴向整体稳定系数的变化规律。钢顶管轴向整体稳定系数随长细比增大而减小,轴线偏差显著降低了钢顶管的轴向整体稳定性。顶管周围土体的约束作用增大了钢顶管轴向整体稳定性。管土摩阻力对钢顶管的轴向整体稳定性影响很小,可以忽略不计。均质土中的钢顶管轴向稳定性规律不同于一般的钢结构,临界顶力荷载解析解可以为钢顶管设计提供依据。     

风荷载对浅圆仓钢盖承载力的影响

风荷载是影响大跨度空间钢结构的主要荷载之一,文章在综合现有网壳结构整体稳定性分析及抗风设计方法的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS对风荷载作用下的浅圆仓钢屋盖进行稳定性分析,从而确定了浅圆仓钢屋盖结构形式对风荷载的不敏感性。     

钢板-混凝土组合结构桥塔研究及应用综述

桥塔是大跨缆索支承桥梁中重要的受力构件，尤其是多塔斜拉桥中塔对刚度和承载力同时提出了较高的要求。钢板-混凝土组合结构桥塔丰富了桥塔结构形式的选择，对于解决多塔斜拉桥中塔刚度不足等关键技术问题具有重要意义。首先对组合结构桥塔的整体应用现状进行调研汇总，目前组合结构在桥塔中多作为局部结构或以钢管混凝土结构形式应用于中小跨径桥梁，大跨径缆索支承桥梁中需要的大截面尺寸钢板-混凝土组合桥塔目前研究较为缺乏。对保证钢、混凝土协同工作性能的连接件及双钢板-混凝土组合结构形式的已有研究和现状进行了调研分析，现有小尺度组合结构试验及常规连接件研究成果不适用于组合桥塔，有待针对桥塔受力特性开展进一步研究。提出双钢板-混凝土组合结构桥塔及薄开孔板连接件，通过试验研究及理论分析研究给出了组合桥塔受力机理及设计理论。最后，结合依托工程南京五桥经验提出组合结构桥塔设计建议及方法，组合桥塔在算例分析中与混凝土桥塔、钢桥塔相比显示出了在受力性能、经济性能及施工便利性方面的优势。研究与实践均表明，新型组合结构桥塔体系具有较为显著的性能优势，取得了令人满意的综合经济效益，为大跨缆索支承桥梁工程建设提供了崭新的思路和选择，...     

武汉某体育馆大跨度圆钢管拱桁架结构稳定性分析

武汉某体育馆屋盖采用圆钢管拱桁架结构,单榀拱桁架的截面形式为倒三角形,两端支承于立体钢桁架上,该结构的整体稳定性足设计的重点.考虑完善及带缺陷结构两种情况,对单榀及多榀拱桁架子结构进行线性屈曲、几何非线性稳定及弹塑性非线性稳定分析,得到了临界荷载与位移的关系曲线.分析结果表明,初始缺陷及几何非线性对该结构的稳定承载力影响不明显,而材料非线性的影响显著,加强平面外支撑对于提高结构的整体稳定性具有重要作用.     

钢桥塔塔-基连接的有限元分析

通过对典型的钢桥塔塔-基连接构造形式进行数值分析与简化分析,得到了埋入式连接和螺栓锚固式连接的受力特性,并对埋入式连接和螺栓锚固式连接的力学性能进行了比较和分析。结果表明:埋入式连接整体刚度大,竖向抗压承载力高,但当有弯矩作用时,混凝土基础中可能产生拉应力;在钢桥塔水平向荷载作用下,螺栓锚固式连接有较强的抗弯、抗拔能力,但极限抗压承载力相对较小。     

半刚性连接钢框架的弹性屈曲荷载计算

以单层多跨框架结构为研究对象,通过对各梁柱构件建立失稳状态的控制微分方程并引入相应的连续性条件和边界条件,建立了半刚性连接平面钢框架结构整体弹性失稳的临界荷载计算模型,并研制了相应的计算程序。计算结果表明,框架结构的半刚性连接特性和水平支撑对其整体稳定性的影响极为显著,而且结构失稳的整体效应需引起高度重视。分析结果还表明,作用于多跨框架结构竖向荷载的分布特征对整体框架结构的弹性屈曲荷载有不可忽视的影响,而这一点在目前钢框架的设计理论中并未充分考虑。另外,半刚性连接特性及结构的支撑刚度对钢框架结构稳定性的影响具有明显的界限性和区间性,即当连接刚度或支撑刚度超过一定数值时,其变化对框架结构弹性屈曲荷载的影响将无需再考虑。     

典型钢框架结构节点的动态力学性能及延性研究

本文利用ABAQUS有限元软件从狗骨式节点、端板螺栓连接节点、T型钢连接节点等方面,对典型钢框架结构节点的动态力学性能进行了探究,然后利用冲击荷载大小的调整,后节点荷载与位移曲线综合分析对其延性进行了分析,最终得出在典型钢框架结构全部型节点,即使有冲击荷载的作用,也不能形成悬索机构,且在整体钢框架中风险概率较大的位置为翼缘削弱部分、螺栓连接等两个部分,且在节点延性系数大于1.0时,延性系数与结构的安全储备成正比。     

预应力全索系整体张拉结构设计研究

预应力全索系整体张拉结构是具有“内部没有压杆的全索系拉杆海洋”特点的结构体系,该结构体系结构稳定承载力和变形性能是工程设计的关键。为研究全索系整体张拉结构的弹塑性发展规律,进行了基于材料非线性和几何非线性的结构承载全过程分析,得到典型单元荷载-应力、关键节点荷载-竖向位移全过程曲线。分析结果表明：建议全索系整体张拉结构索构件在弹性阶段的应力比应小于0.40,内环索竖向变形应小于悬挑跨度的1/40~1/50。全索系整体张拉结构的屈服荷载系数及延性性能高于有钢压杆的预应力钢结构体系;增大预应力度是改善谷索排雪水功能的有效措施之一。     

基于ANSYS的锚箱式钢桥塔稳定分析及优化

利用ANSYS有限元软件对某悬索斜拉组合体系桥梁的锚箱式钢桥塔进行了特征值屈曲分析,得到了桥塔的稳定安全系数,探索了横隔板和竖向加劲肋对桥塔稳定性的影响,通过改变横隔板和竖向加劲肋的数量和布置,对桥塔的局部稳定性进行了优化设计,优化后的模型既能满足稳定性要求,又节省了材料。     

温州体育中心主体育场钢罩棚结构设计

温州体育中心主体育场上部钢罩棚体量巨大、悬挑较长，结构体系、细部构造设计决定结构整体稳定性和抗连续倒塌能力.采用SAP2000有限元软件建立整体计算模型，进行计算分析，衡量结构整体性能指标；对结构进行线性屈曲与非线性稳定性分析，以屈曲因子衡量结构整体稳定性；采用备用荷载路径设计法进行抗连续倒塌设计，以局部构件失效后验算剩余结构是否具有抗连续倒塌的能力；采用ANSYS软件对支座节点进行有限元分析，采取构造措施有针对性地解决节点应力集中现象.结构概念设计与精细化分析表明，温州体育中心主体育场上部钢罩棚采用径向悬挑主桁架+环向次桁架+水平支撑结构体系，结构整体稳定性好，有较强的抗倒塌能力，结构体系选择合理.针对大体量、长悬挑结构，采用径向悬挑主桁架+环向次桁架+水平支撑结构体系，较好地解决结构整体稳定性、抗连续倒塌能力问题，为类似钢罩棚设计提供参考.     

汶川地震紫坪铺进水塔的动态响应研究

作为高耸塔式结构的进水塔在强地震作用下的抗震稳定性具有非常重要的地位。采用时程分析法,辅以反应谱分析法,对地震荷载曲线的确定进行了研究。在研究过程中分析了两种方法共三种地震荷载曲线,通过对比结果得出时程分析法所确定的地震荷载曲线的准确性。根据该曲线进行紫坪铺1#进水塔的5.12汶川地震稳定性时程分析。针对低周往返地震荷载作用下,塔体结构与塔背山体以及地基岩体间薄弱面在张开、闭合、滑移过程中的应力释放和应力调整规律,引入动态接触单元,采用弹性连接和动态接触两种方法研究高耸进水塔结构在地震荷载作用下的抗震性能,确定塔体的整体抗震稳定性是可以保证的。采用动态接触研究进水塔-岩体联合动力相互作用是十分必要的。     

某三跨连续中承式钢桁架拱桥静载试验研究

通过对某三跨连续中承式钢桁架拱桥(80+200+80)m进行静载试验,将试验过程中的应变、吊杆增量、挠度测试结果与理论值作了比较,了解了大跨径钢桁架拱桥的整体受力状况,结果表明,该钢桁架拱桥在试验荷载作用下,结构的强度、刚度及吊杆力增量均满足要求,桥梁整体受力性能良好。     

钢管混凝土组合桥塔设计研究

以金寨县长征大桥的设计、施工为基础,提出钢管混凝土组合结构桥塔可以参照JTG/T D65-06—2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》进行设计计算。针对桥塔构造、受力特点,提出钢管内壁增加PBL纵向、环向加劲肋,增设内置钢筋笼,以及钢管内部填充高性能混凝土等3项措施。对结构体系进行静力和动力分析,结果表明:采用钢管混凝土组合结构桥塔的斜拉桥具有良好的力学响应,结构强度、刚度、应力、整体稳定性和动力响应均满足规范要求。     

大型火电厂钢结构主厂房框排架结构拟静力试验研究

对1榀3跨5层的钢框排架主体结构进行了低周反复加载试验,观测了框排架的破坏形态,得到了试件的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线,分析了钢框排架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能。结果表明：钢框排架结构的破坏机制为先梁端后柱端出现塑性铰的混合破坏机制,滞回曲线较饱满,整体位移延性系数大于4.0,等效黏滞阻尼系数达到0.189。钢框排架结构体系总体上表现出良好的抗震能力,适合高烈度抗震设防区采用。模型结构的层间位移角在底层和第二层较大,为薄弱层;煤斗梁地震反应较强,设计时要特别注意。