广州新电视塔透空区外筒群柱面外稳定承载力与设计方法研究

为解决广州新电视塔透空区群柱面外稳定性设计问题,在底部透空区5柱模型试验研究的基础上,对5柱模型和各透空区外筒群柱的稳定性能进行了深入的理论研究。首先,运用有限元方法对5柱模型在各种轴力分布模式下的弹性屈曲性能以及轴压稳定承载力进行了研究,其结果显示:周边柱轴压力水平越低,5柱模型中最不利柱受到的约束越强,轴压稳定承载力也越高,而且其对初始缺陷不敏感。其次,指出计算长度系数法适用于透空区群柱面外稳定性设计,针对透空区群柱所受约束作用十分复杂的特点,提出可通过有限元屈曲分析确定柱面外计算长度系数。第三,针对5柱模型,比较了分别由试验、有限元方法和基于有限元屈曲分析的计算长度系数法确定的最不利柱轴压稳定承载力,表明有限元分析结果具有较高的准确性,同时验证了计算长度系数法用于群柱面外稳定性设计具有一定的安全性。最后,通过对有限元屈曲分析给出了各透空区外筒群柱面外计算长度系数的建议值,为了广州新电视塔透空区外筒群柱的面     

广州新电视塔细腰段试验模型的稳定承载力研究

在充分分析广州新电视塔细腰段整体模型稳定性试验研究成果的基础上,确定有限元分析的两种边界条件和三种荷载工况,并建立和试验一致的有限元模型.应用有限元方法对细腰段模型进行二阶弹塑性极限承载力分析,考察细腰段在不同边界条件和荷载工况下的失稳机理及稳定极限承载力,全面地评价结构的安全储备;研究水平径向支撑的有效性和外框筒各类构件的屈服以及破坏顺序,检验结构概念设计的合理性;并将试验加载工况下的分析结果与试验研究结果进行对比分析.较为全面的有限元分析结果可作为试验研究成果的扩充,对于校核电视塔细腰段外框筒结构设计提供理论依据.     

广州新电视塔细腰段整体模型稳定性试验研究

广州新电视塔是采用钢结构外框筒和钢筋混凝土核心简组成的筒中筒结构体系,外框筒由斜向布置的钢管混凝土柱、钢管斜撑以及倾斜放置的环向钢管构件构成.整个结构外框筒细长、细腰及扭腰等构成特点,使结构外框筒稳定性设计变得非常复杂.在中部细腰段,内外筒之间仅靠四道水平径向支撑构件连接.因此,细腰段外框筒群柱的稳定性成为控制结构安全的重要因素之一.对细腰段整体模型进行稳定性试验,研究细腰段在恒定轴力和水平风荷载作用下的稳定极限承载力、破坏模态及破坏机理,揭示广州新电视塔外框筒结构存在的群柱失稳现象.详细地阐述试验方案及试验过程,深入分析主要试验结果,相关研究成果为电视塔外框筒结构设计提供重要依据.     

广州新电视塔外框筒钢结构温度监控

温度对超高层建筑施工过程中的结构变形有着重要的影响,特别是对于异形的超高层建筑,温度将造成很大的水平变形,对结构的测量和合拢都会产生严重的影响。通过对610m高的广州新电视塔的温度效应进行模拟计算,证明温度荷载对结构的变形影响非常显著。因此,在建造过程中对电视塔外框筒钢结构布置了温度监测系统,进行了温度监测,得到了一系列准确有效的数据,再通过数据分析和比较,得出了一些对广州新电视塔及其它超高结构的施工都具有重要参考意义的结论。     

广州新电视塔外框筒钢结构温度监控技术

温度对超高层建筑施工过程中的结构变形有着重要影响.通过对610m高广州新电视塔温度效应进行模拟计算,证明温度荷载对结构变形影响非常显著.因此,在建造过程中对电视塔外框筒钢结构布置了温度监测系统,得到了一系列准确有效的数据.通过数据分析和比较,得出阳面柱外侧温度比阴面柱外侧温度高,差异较大,内侧温度二者趋于一致;阳面柱内外侧温差不明显,阴面柱及斜支撑内外侧温差相对较明显.根据分析结果,对测量方案进行了局部调整,消除了温度效应对结构施工的影响.     

广州新电视塔底部透空区群柱稳定性试验在清华大学取得圆满成功

广州新电视塔建设用地面积17．546万m^2，总高度610m，其中塔体高454m，天线桅杆高156m。组合楼面沿整个塔体高度按功能层分组，共约37个楼层。新电视塔总用钢量约为5万t。新电视塔建设设计具有观光旅游、电视广播发射、文化娱乐3大功能。建成后将成为世界第一高塔，也是广州市标志性建筑。     

广州新电视塔底部透空区群柱稳定性试验在清华大学取得圆满成功

广州新电视塔总建筑面积约10万余，总投资约22亿元。塔高6lOm，其中塔身主体高度450m，桅杆天线高160m。电视塔集旅游观光与电视信号发射功能为一体，建成后将成为世界第一高塔，也是广州市标志性建筑。整个结构采用简中筒结构体系，核心筒为钢筋混凝土结构，外框筒由斜钢管混凝土柱、钢斜撑和钢环梁组成。外框筒断面呈椭圆形，其椭圆截面长短轴不仅沿塔高变化，而且椭圆从标高一lOm到+450m旋转了45。，并在中段形成细腰形。该工程一个突出的特点是整个塔身细长、细腰及扭腰，呈两端大中间小的形状。由于建筑功能的需要，在整个塔身设有4处…     

单层柱面网壳失稳区域预测及稳定承载力优化

网壳结构的极限承载力往往由其稳定性能所决定.从杆系结构在失稳前的受力状态分析出发，构建了以杆件的拉压刚度和杆件与节点切平面夹角乘积之和的网壳杆件构形刚度参数.通过对两个不同矢跨比柱面网壳的分析表明，考虑初始几何缺陷后，柱面网壳结构的失稳点发生在杆件构形刚度参数最小的区域；加强杆件构形刚度参数最小区域的杆件截面可以快速提高网壳的稳定承载力，且用钢量较为经济.所构建的柱面网壳杆件构形刚度参数以及衡量稳定加强效果的指标可以较好地预测失稳区域以及指导柱面网壳结构稳定承载力的优化设计.     

群柱失稳研究进展

首先对群柱平面内稳定性进行论述,通过算例分析简单阐述了同层框架柱以及层间框架柱的相互作用机理,并对各国学者在此方面的研究工作进行了总结;然后着重讨论了通高区结构群柱面外稳定问题,包括平面框架（矩形通高区）和曲面框架,其中对平面框架的群柱面外稳定设计方法的研究相对成熟,而对于面外支撑效果更强的曲面框架,通过算例分析了其失稳机理;最后对在高层筒中筒结构和塔结构中大量使用的网格式筒壳结构的群柱稳定问题进行了探讨。结果表明:网格式筒壳结构不同于平面框架,其在失稳时表现出明显的空间变形特性,使得网格式筒壳结构群柱面外稳定设计理论的研究变得非常复杂;各国研究成果较少,严重滞后于工程应用,亟待进一步解决。     

广州新电视塔检测及监测技术概述

广州新电视塔是目前世界上在建的最高建筑物之一,其结构复杂,施工、设计等技术难度大,涉及的检测项目较多,甚至有部分检测参数技术指标已超过目前相关现行标准的要求范围.本文主要介绍了本工程的特点,并对相关的检测技术、结构健康监测技术及检测工作管理模式进行了详细阐述.     

Optimization of geometry for lateral buckling process of a cantilever beam in the elastic region

Using the large displacement theory (theory of the third order according to Chwalla), the paper deals with lateral buckling process of a slender, elastic cantilever beam with a changeable cross-sectional area and represents it with a system of nonlinear differential equations. Based on a mathematical model of the lateral buckling process which considers the geometric and boundary conditions, an optimal geometry of a cantilever beam is obtained using the calculus of variation. A comparison between the properties of the beam with optimized geometry and those of a referential beam with a constant cross section is shown. The main feature of the optimized geometry beam is a constant maximal reference stress, obtained by the deformation energy theory, along the whole length of the beam in a deflected form which means that in terms of stability the material is completely exploited. The result of this feature is, besides higher critical load, also higher carrying capacity of the optimal geometry beam in the postbuckling region.     

滑坡微型桩连梁作用试验研究

为研究微型桩连梁在抗滑作用中的效果,进行了滑坡微型桩抗滑作用大型物理模型试验,对比了有无连梁情况下,微型桩的破坏情况及其抗滑效果。试验结果为:连梁能有效减小微型桩桩身的破坏程度;能减小微型桩桩顶60%左右的位移;能够有效减小滑面处桩身位移,提高桩体的整体抗滑性,能促进其滑面处抗剪强度;连梁能有效提高滑坡体稳定性4.5%。研究结果可为微型桩加固滑坡机理提供参考。     

广州西塔巨型斜交网格平面相贯节点试验研究

广州西塔主塔楼高432m,结构形式采用钢管混凝土巨型斜交网格外筒和钢筋混凝土内筒构成的筒中筒结构。斜交网格外筒由不同角度的钢管混凝土柱斜向相贯而成,为了实现节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则,提出了两种节点构造形式:加强板+衬板节点和法兰板节点。为了验证两种节点构造的合理性,了解节点实际受力的工作性状、破坏机理和承载能力,进行了8个比例为1∶5.5的节点模型试验,设计并制作了能承受20000kN的自平衡钢结构加载架,采用两个10000kN千斤顶对相贯节点的柱端施加轴向力。结果表明两种构造形式的节点均表现出了约束混凝土的特点,均可满足西塔主塔楼结构设计承载力的要求,具有较高的安全性。相对法兰板节点,加强板+衬板节点对核心混凝土约束作用较大,力学性能较好。     

广州西塔巨型斜交网格空间相贯节点试验研究

平面相贯节点试验无法考虑西塔实际结构中节点平面外角度及楼面梁对节点平面外刚度的贡献。为了更好地研究实际结构中节点的受力性能,在改进加强环+衬板平面相贯节点构造的基础上提出了一种空间相贯节点构造,进行了比例为1∶5.86的4个节点模型试验。试验结果表明:空间相贯节点可以满足西塔结构承载力的要求,验证了节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则。平面外位移对节点承载力的影响较大,在设计中应采用加强楼面梁或采用预应力索等方式严格控制节点平面外位移,保证结构安全可靠。     

Experimental and analytical studies on the cyclic behavior of end-plate joints of composite structural elements

The subject of this paper is the analysis of end-plate joints under cyclic and monotonic loading conditions by experimental and analytical studies. The experimental programs are performed on bolted end-plate type joints of composite members under cyclic loading conditions with the purpose to study the seismic response of the considered connection type. The performed experimental research is the second and third steps of an international research project started in 1999 between the Budapest University of Technology and Economics (BME), Hungary and the Technical University of Lisbon (IST), Portugal. The monotonic behavior of the tested joints is followed by the Eurocode standard design method to evaluate the moment resistance and rotational stiffness of the joint. The comparison of the design and the experimental results are performed by the envelope moment-rotation relationships of the hysteretic curves and the design moment-rotation diagram. On the basis of the comparison the modification of the design model is proposed. The monotonic moment-rotation diagram is extended to large rotation regions with the purpose of covering the whole cyclic diagrams until the final failure of the specimen. A semi-empirical method is proposed to approximate the cyclic hysteretic behavior of the studied joints, based on the knowledge of the monotonic moment-rotation curve. This prediction method is based on all the available test results for each behavior mode type (6 tests on steel and 12 tests on composite specimens). The calculated hysteretic curve follows the cycles by polygonal lines taking into consideration the experimental observations. The proposed method establishes the absorbed energy of the consecutive cycles in the case of the studied joint arrangement using standard loading history. The proposed method is applied and verified in the case of each observed failure mode type. By these experimental and analytical investigations the favorable seismic behavior can be derived for the studied joint type.     

厦门太古飞机库檩条在风吸力作用下稳定承载力的试验研究

本文介绍了Z型檩条在模拟风吸力作用下稳定承载力分析的蒙皮支撑足尺模型试验研究,采用三种规范公式计算了其承载力,并与试验结果进行了比较,指出门式钢架规程、冷弯薄壁型钢规范及澳大利亚规范安全度均较高,博思格来实公司的镀锌钢檩条设计手册表值离试验值较接近,可靠度符合规范要求,具有良好的经济效益。在试验分析的基础上,指出撑杆与檩条的连接对于檩条承载力的发挥作用显著,对实际工程的设计施工提出了建议。     

天津滨海地区两种典型软黏土蠕变特性试验研究

通过三轴蠕变试验,研究了天津滨海地区两种典型淤泥质黏土和粉质黏土的非线性蠕变特性。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用“陈氏法”对实测数据进行处理后得到两种软黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线。在此基础上,提取相关数据得到两种软黏土的应力–应变等时曲线,根据该曲线的变化规律,采用 Merchant 模型对两种软黏土的蠕变曲线进行拟合,确定模型参数,建立了适用于天津滨海地区两种典型软黏土的非线性蠕变模型。最后,对两种软黏土蠕变模型参数的变化规律进行了对比分析得出： Merchant 模型中虎克弹簧的弹性模量 E _H 随主应力差增大呈负指数规律变化, Kelvin 体的弹性模量 E _K 随主应力差增大呈线性规律变化的经验公式。