谈通讯单管塔两种连接方式的特点

对单管塔插接和内法兰两种常用形式进行了分析,分别论述了两种连接方式的优缺点,通过对不同连接直径两种连接方式用钢量的对比,解决了在最小用钢量时选择连接方式的问题。     

浅谈门式钢架结构用钢量控制

钢结构工程造价的高低主要取决于用钢量的高低,通过近几年的实际工程设计项目归纳总结,在同样使用条件下,采用钢量最小的结构布置,对工程造价的控制提出解决措施。     

三角形钢管桁架梁结构优化计算分析

采用ANSYS有限元程序计算三角形钢管桁架梁的挠度和应力,通过分别调整底边宽度A,结构高度B,杆件选型,以及采用高强钢的杆件,得到最小用钢量。结果表明:A=1800 mm或2100 mm,B=1500 mm时,调整弦管截面和钢材牌号,可以获得较小的用钢量。     

采用优化方法进行钢框架抗连续倒塌设计

采用结构优化方法设计钢框架,提高其对临界柱突然拆除而引起的连续倒塌的抵抗性能。利用美国UFC规范抗连续倒塌设计中建议的线性静力、非线性静力或非线性动力分析方法,采用构件拆除法获得结构抗连续倒塌性能。以某9层3跨规则钢框架平面模型为例,优化构件尺寸使总用钢量最小,并满足AISC抗震规范和UFC规范抗连续倒塌的要求。结果表明:无论采用哪种分析方法,最小用钢量抗震设计都不能明确考虑连续倒塌且不能满足构件拆除法的要求。采用线性静力方法进行抗连续倒塌设计最保守,效果最差。相比而言,若以UFC抗连续倒塌允许值为标准,只要模型和计算过程正确,非线性静力和动力分析能使设计更经济。     

某通航机场机库大厅结构方案选型分析

基于某通用航空机场航站楼工程,建立了机库结构有限元模型,分析不同结构布置形式对机库结构经济性和实用性的影响。经过比较,仅在机库大门顶布置单根钢主梁,在垂直主梁方向布置次梁时,结构高度较低,总体用钢量也较小,综合效益最好,且存在一个最优梁间距,使结构的总体用钢量最小。     

基于性能的支撑钢框架结构方案对比分析

采用Pushover能力谱法对8层钢框架建筑进行基于性能的结构方案设计,考虑偏心支撑钢框架、隅撑支撑钢框架、纯钢框架3种结构体系,对结构自振特性、层间位移角及楼层侧移变化规律、结构刚度及耗能特征以及投资-收益等进行详细对比分析.结果表明:隅撑支撑钢框架和偏心支撑钢框架具有良好的结构性能,同样性能目标下,两者的经济效益相差不大,均可比纯钢框架节省近40%的用钢量,隅撑支撑钢框架的损失期望比例最小.     

基于性能的支撑钢框架结构方案对比分析

采用Pushover能力谱法对8层钢框架建筑进行基于性能的结构方案设计,考虑偏心支撑钢框架、隅撑支撑钢框架、纯钢框架3种结构体系,对结构自振特性、层间位移角及楼层侧移变化规律、结构刚度及耗能特征以及投资一收益等进行详细对比分析。结果表明:隅撑支撑钢框架和偏心支撑钢框架具有良好的结构性能,同样性能目标下,两者的经济效益相差不大,均可比纯钢框架节省近40%的用钢量,隅撑支撑钢框架的损失期望比例最小。     

结构构件用钢量影响因素案例研究

选取地震烈度、结构高度和结构体系3个主要影响因素,研究其对于楼板、结构梁、框架柱、剪力墙共计4类结构构件用钢量的影响效果及其敏感程度。首先对研究方法和选用案例进行了具体说明。随后,对楼板用钢量及其影响因素进行了具体分析。同时,对结构梁、框架柱、剪力墙3类结构构件的用钢量及其影响因素进行了详细说明。最后,对结构整体用钢量及其影响因素进行了重点介绍。研究结果表明:通过分析各类结构构件用钢量及其影响因素,可以有效掌握结构设计造价控制方向和控制重点,有效提升结构设计经济合理化程度。     

靖江市体育中心体育馆上承式张弦桁架拱设计研究

靖江体育中心体育馆屋面为屋脊沿矩形对角线布置的双坡屋面,为统一各榀桁架形状及受力、优化用钢量,设计出一种可适用于不规则坡屋面的新型上承式张弦桁架拱结构。以用钢量最小为目标,采用二次开发的ANSYS优化设计程序,对控制该结构形状的各参数进行优化。结果表明:当桁架跨度小于100m时,宜采用在跨度三分点附近布置2根撑杆的结构形式;拱脚处桁架高度建议取0.45~0.55倍的结构高度,拱脚距支座距离建议取0.06~0.08倍的跨度;结构用钢量随高跨比的增大而减小,当高跨比取0.10时,用钢量接近最优值。     

小高层钢框架结构住宅的用钢量分析

建立了小高层钢框架结构住宅的力学计算模型,在建模和分析时,主要考虑3类因素对结构的影响,即跨距、层高和梁柱截面种类,得出了各种情况下结构最大变形和单位用钢量等数据,分析了梁柱截面种类对侧移的影响,结构最大变形与用钢量及跨距和层高对用钢量的影响等问题,得出经济、合理的跨距和梁柱截面种类建议值.     

双曲线抛物面钢结构冷却塔尺寸参数优选研究

以国外某200m高钢筋混凝土结构冷却塔为设计原型,通过有限元方法对双曲线抛物面钢结构冷却塔尺寸参数进行优选。建立16组不同网格尺寸及网壳厚度的模型,基于国内常见的环境条件进行内力计算及结构优选以计算各模型相应用钢量。结果表明,当选定网格尺寸为4m、网壳厚度为5m时,双曲线抛物面钢结构冷却塔用钢量最小,且稳定性也满足《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2010)要求,但不同网格尺寸及网壳厚度对应结构用钢量及稳定性差异不大。     

门式刚架轻型钢结构厂房最优柱距研究

门式刚架轻型钢结构被广泛应用于无重型起吊设备的单层厂房中,其用钢量与结构形式、荷载大小、建筑尺寸、抗震等级等条件有关,其中以柱距影响为甚。本文基于某实际工程,以主结构、吊车梁及次结构三者用钢量为比较对象,采用3D3SV9.0软件并配合计算一定荷载条件下不同柱距时的结构用钢量,对门式轻钢结构厂房最优柱距进行了研究。     

规范修订对钢筋混凝土结构高层建筑用钢量的影响分析

为分析2010版系列结构设计规范的修订对高层建筑混凝土结构用钢量变化带来的影响,选取3类具有代表性的高层建筑结构为研究对象,采用PKPM软件,分别按照2002版和2010版系列结构设计规范的规定和要求,进行了框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构的计算分析和截面设计。根据设计结果统计了各类结构主要构件的用钢量,对比分析了结构按照新老规范设计在单位用钢量方面的差异。分析结果表明:按新规范设计,框架结构和框架-剪力墙结构的总用钢量约减少12%~13%,板单位用钢量约减少18%~25%,经济性得到明显提升;剪力墙结构的总用钢量新老规范基本持平,其中墙、梁用钢量约增加5%~6%,板用钢量约减少21%,新规范的设计规定更加安全合理。     

住宅用钢量分析与设计控制

为了控制住宅建设的建安造价,分析了上海地区多层和小高层住宅的设计用钢量,针对多层住宅和小高层住宅中钢筋混凝土构件影响用钢量的因素,得出控制用钢量的方法,并应用于工程实际,在确保结构安全可靠的前提下,有效降低了结构用钢量和土建造价。     

拱桁架结构优化设计

合理的结构形式可以降低工程造价。本文通过工程实例,分析带拉杆拱桁架选用的原因,并在普通两支座拱桁架的基础上。创造性地采用了四支座拱桁架,两者的用钢量均不足常规设计用钢量的1／3,四支座带拉杆拱桁架用钢量又比两支座带拉杆拱桁架减少6％,排架柱的配筋减少25％。四支座带拉杆拱桁架结构经济效益显著,值得采用和推广。     

某两焊装钢结构厂房用钢量比较分析

比较分析2个焊装钢结构厂房在不同荷载情况下的用钢量,揭示了影响厂房用钢量的主要因素。通过对2个厂房钢柱用钢量的比较,发现钢架中柱采用箱型柱与十字形柱在不同的荷载情况下,用钢量会出现临界点。     

基于中美欧抗震规范的强震区高层钢结构住宅设计对比

对位于9度区的某高层钢结构住宅,分别采用中美欧三种抗震设计规范来进行设计,比较不同规范下的基底剪力、层间位移角、用钢量等指标。结果表明:三种规范在相同地震动参数下,美标与欧标对应的基底剪力要低于中国规范模型对应结果,同时美欧对层间位移角的控制较松,最终在美标设计下用钢量最省,欧标设计下其次,中国规范模型用钢量最大。根据动力弹塑性分析结果,中国规范模型的弹塑性层间位移角最小,美欧模型的弹塑性层间位移角偏大,三个模型的最大弹塑性层间角均能满足1/50限值要求。     

带内拉架方钢管混凝土柱轴压试验研究

针对一种"半装配式"结构,设计了一种带内拉架的钢管混凝土方柱。为了降低该钢管混凝土柱成本,确定其用钢量的最优比例,按正交试验设计方法设计了9组试件及3组对比试件进行短柱轴压试验。试验结果表明:同等用钢量条件下,设置内拉架可有效提高柱轴心受压承载力;钢管、竖向钢筋、水平拉结筋三者之间用钢量比例为45∶35∶20时,构件轴压承载力较高;水平拉结筋用钢量占比宜不小于20%,过小会导致水平拉结不足造成构件轴压承载力明显降低;总用钢量相同时,是否设置内拉架,对构件延性影响不明显;对于装配式结构,预制件的制作误差及混凝土浇筑质量对构件承载力的影响不可忽视。     

《钢结构设计规范》(GB50017—2002)荷载及设计指标的变化对钢结构用钢量的影响

本文简要介绍了《钢结构设计规范》(GB50017—2002)在荷载指标及设计指标上的一些主要变更。通过对几个具代表性的结构和构件———重型工业厂房、吊车梁系统、收费站网架及屋面檩条的试设计分析,比较了新旧规范由于荷载指标及设计指标的变更对钢结构用钢量的影响。新规范对荷载及设计指标的取值作了较大调整,使钢结构的用钢量普遍提高。其中对单层重型工业厂房和收费站网架,用钢量增加幅度在3%～4%范围;新规范对吊车横向水平力的计算有了新的规定,吊车梁系统用钢量的增加幅度达到了8%左右;用钢量增加幅度最大的是不上人的轻型屋面檩条,提高幅度达22%。     

钢管混凝土斜拉桥索塔钢锚箱受力分析及优化

钢管混凝土有效组合了混凝土的抗压性能与钢材的抗拉性能并充分发挥了两种材料的优点,因此被广泛的用于斜拉桥索塔部位。本文以某钢管混凝土斜拉桥为例,采用ANSYS建立索塔钢锚箱空间模型,对其进行局部受力分析。从钢锚箱的外形、板厚两方面进行了优化:通过将竖向的加劲板改为平行于斜拉索的方向,同时在底板处添加圆弧倒角,改善了局部应力集中现象;通过建立以单个节段钢锚箱最小用钢量和最大应力占比为目标函数、以各节点板厚度为变量的函数关系式对钢锚箱各板件厚度进行优化,优化后单个钢锚箱用钢量相对原结构节省钢材约32%。