剪力键式空腹钢梁的肋杆设计方法

剪力键式空腹钢梁是钢空腹夹层板的基本受力构件.基于叠加原理和空腹桁架理论,提出了剪力键式空腹钢梁的肋杆设计方法.为了考虑钢梁腹板开孔四角应力集中引起的应力不均匀分布,以空腹率和加劲板宽度为参数,分析了剪力键式空腹钢梁肋杆控制截面应力的变化规律.通过比较剪力键式空腹钢梁的肋杆应力公式计算结果和数值模拟结果,分别给出了肋杆控制截面翼缘正应力的估值区间和腹板折算应力修正系数的估值区间.数据分析表明,本文提出的设计公式与数值计算结果在统计意义上具有一致性.本文方法可为空腹钢梁的肋杆设计提供参考.     

组合空腹梁的静力特性研究

提出了一种新的组合空腹板结构形式,它由下层交叉钢肋、上层混凝土板及连接上下层并使之共同工作的钢管或钢管混凝土剪力键组合而成。为研究该类结构的静力特性,对组合空腹板的组成单元——组合空腹梁进行了足尺模型试验,侧重研究组合空腹梁下层钢肋、上层混凝土板的内力分布规律;对组合空腹板建立了基于空间梁单元与壳单元的混合元计算模型、空间壳单元计算模型两种有限元分析方法,对试验模型进行了理论分析。将试验数据、两种有限元计算方法的计算结果进行了比较。研究结果表明,组合空腹梁的内力分布均匀,能较好地发挥材料强度,具有刚度大、整体性好的特点;对简支组合空腹梁,其下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,弯曲应力在总应力中占了较大的比例;研究结果同时也验证了理论分析的可靠性。     

剪力键式T型钢空腹梁挠度实用计算方法

基于费氏空腹桁架理论,建立剪力键式T钢空腹梁在不同边界条件及荷载模式下的竖向挠度简化计算公式,并通过精细化有限元方法验证其精度.根据简化计算方法,分析不同跨高比、空腹率、网格尺寸对弯曲挠度、剪切挠度、肋局部弯曲挠度在总挠度中占比的影响规律,提出挠度系数的回归方程.分析表明:简化计算方法具有较高的计算精度,结构参数对总体弯曲挠度、肋局部弯曲挠度在总体挠度中的占比影响较大,挠度系数取值范围较广.     

不同边界条件剪力键式空腹夹层板固有频率的计算

作为楼盖结构的剪力键式空腹夹层板在工程中有不同的边界条件,本文导出周边固定和两对边固定、两对边简支两种边界条件的剪力键式空腹夹层板横向自由振动的固有频率计算公式.将剪力键式空腹夹层板中的上、下肋及剪力键组成的刚架用相应的等效梁代替,因此计算模型为板和交叉梁系所组成的整体结构.应用能量法计算其横向振动的固有频率,先计算交叉梁系和板的最大位能及交叉梁系、板和剪力键的最大动能,然后由能量函数残数最小条件导出相应边界条件的剪力键式空腹夹层板固有频率的计算公式.如果令剪力键质量等于零,应用本文公式也可计算相应边界条件的带肋板类型的各种其它工程结构的固有频率.     

33m跨度组合空腹楼盖设计及测试

本文详细介绍了一跨度33m的钢-混凝土组合空腹楼盖的结构形式。采用基于壳单元和空间梁单元的混合有限元模型对其进行了理论分析,得到了结构的位移、内力、自由振动的振型及频率。介绍了结构各构件及支座节点的设计、结构的施工方法和流程。为验证理论分析的可靠性,对该组合空腹楼盖结构进行了原位试验,测试了结构自由振动的基本频率,并与理论计算值进行了比较和分析。研究表明,组合空腹楼盖的下层钢肋处于拉-弯、上层混凝土板处于压-弯的受力状态,从支座到跨中,其轴力逐渐增大而弯矩逐渐减小,因此,组合空腹楼盖的应力分布比较均匀,可以充分发挥材料的强度,有效地节省材料;剪力键主要承受弯矩和剪力,从支座到跨中,其弯矩和剪力逐渐减小。设计荷载下,结构最大挠度110mm;结构的前10阶振型均为竖向振型,振动规律类似于实体平板;基本频率的理论计算值与实测值分别为3.15Hz和5.0Hz,分析了误差存在的原因,进而说明了理论分析的可靠性。     

空腹桁架结构受力机理研究分析

空腹桁架是转换结构的一种基本型式。以往对空腹桁架中构件截面的优化方案是通过采用不同截面尺寸的多个方案进行分析对比而得到。采用适当假定,通过理论分析,得到了空腹桁架结构在竖向荷载作用下的理论解,清楚地解释了空腹桁架的受力机理,为空腹桁架的设计和方案比较提供了理论依据。同时对设计中应注意的问题提供了理论解释。     

装配式钢空腹夹层板楼盖分析与设计

钢空腹夹层板楼盖是由上肋、下肋和上下肋之间设置的剪力键组成的新型空间网格结构体系,适合于多高层大跨度工业和民用建筑.本文以简阳市某实际工程为例,采用通用有限元分析软件YJK和MIDAS分别进行了分析计算,论述了钢空腹夹层板的设计方法和关键节点.分析结果表明,钢空腹夹层板楼盖受力合理,结构安全可靠,适合装配式建造.研究成...     

空腹式张弦梁在采光顶工程中的应用

以一空腹式张弦梁采光顶工程为背景,通过对普通桁架、普通张弦梁和空腹式张弦梁三种不同类型的采光顶支承结构进行对比分析,得出采用空腹式张弦梁结构不仅能够得到良好的经济效果,而且能使结构设计与建筑功能完美结合。讨论了垂跨比、初始预应力度对空腹式张弦梁结构受力性能的影响。     

空腹钢桁架改进方案比选研究

空腹钢桁架由于没有斜腹杆,其杆件内力的分布与普通桁架比有本质的不同。在竖向荷载作用下,弦杆和竖腹杆均承受有弯矩、剪力和轴力。其杆件的独立性为桁架的局部改进、加强提供了可能性和便捷性。在分析空腹钢桁架杆件内力分布特征后,提出了空腹钢桁架的几种改进方案,并进一步对各改进方案进行有限元模拟计算,根据有限元计算结果对各改进方案进行验证、比选,得出最优的改进方案。     

加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能影响研究

剪力键是空间钢网格结构的核心构件,其剪切性能对整体结构抗剪能力影响很大。为研究加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能的影响,运用ABAQUS通用有限元软件,建立了有无竖向加劲板两组节点纯剪切状态下的数值模型。研究剪力键节点的抗剪性能,选取了竖向加劲板宽度和厚度对节点极限承载力进行参数分析,进而研究了竖向加劲板宽厚比对节点承载力的影响。研究结果表明：纯剪切状态下,有加劲板的构件承载力明显高于无加劲板的构件。竖向加劲板的设置,使得T型钢上(下)肋和方钢管可以整体协同受力,使剪力键节点域的受力更加均匀。竖向加劲板宽度和厚度对剪力键节点域承载力影响较大,给出了竖向加劲板宽厚比的建议取值范围,研究结论可为工程设计提供理论参考。