使用极限状态大圆筒土压力计算方法

通过对试验数据的分析 ,发现筒倾斜过程中 ,筒内土体的主动土压力及被动土压力的发育程度与筒内径的大小有密切关系。当筒内径足够大时 ,作用在筒内前、后壁上土压力特征与平面挡土墙基本相同。同时根据沉入式大圆筒倾斜过程中 ,作用在筒外壁上土压力沿筒轴分布有一个拐点的特征 ,提出筒倾斜过程绕泥面以下、筒底以上的筒壁某一点转动 ,转动点的具体位置同筒前土的特性有关。根据转动点的位置可以确定筒壁的位移方向及土压力的分布规律 ,为建立作用在筒壁上土压力的数学模型提供了依据。根据试验资料还提出了筒倾斜时土压力沿筒环向分布的规律及经验计算式     

大直径圆筒码头结构土压力性状模型试验

详细说明了大直径圆筒码头结构的模型试验布置、量测和试验方法。通过室内模型试验 ,研究大直径圆筒码头结构在不同的筒高、筒高与筒径之比、埋深与筒高之比、基床垫层等条件下 ,圆筒内外侧土压力、筒体基底反力的分布规律。     

带转换层筒体结构的刚度和剪力分布突变

研究讨论了带转换层筒体结构的刚度和剪力分布突变问题。通过对十种筒体结构转换层附近结构刚度和剪力分布突变的计算分析，指出带转换层筒体结构在转换层附近产生刚度突变和剪力分布突变，其主要影响因素是转换层上部外筒的刚度和转换层设置高度，并提出抗震设计中应限制转换层上、下结构等效刚度比等概念。     

典型斜交网格筒结构动力弹塑性分析

斜交网格筒结构体系是由内核心筒、外围斜交网格柱与水平环梁构成的新型结构体系,其外筒具有较大的刚度,很适用于超高层建筑的建造。本文针对一典型斜交网格筒超高层结构,使用YJK及Abaqus软件分别对其进行小震下的弹性分析和罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,得出该结构的位移变形曲线及抵抗刚度分布规律,验证其遵循连梁、斜柱、墙肢的屈服顺序。     

基于Pushover方法的框筒结构在水平地震作用下的层间耗能研究

地震中输入结构的能量，首先应考虑的是它在结构层间的分布情况，层间耗能规律是结构抗震分析与设计的能量方法中的一个主要部分之一。本文通过一12层的钢筋混凝土框筒结构实例，利用pushover方法分析了其层间耗能分布规律，与非线性动力时程需要选取地震波的不确定性相比，采用该法可以减少分析时间，同时获得较为稳定的分析结果；通过改变该框简各主要结构参数，得出了各种参数变化对结构能量集中趋势的影响。     

筒型基础防波堤土压力性状的有限元分析

筒型基础防波堤是一种新型港口与海岸工程结构,依靠沉入地基土层中的筒型基础维持结构稳定,作用在筒型基础上的土压力是结构稳定性验算的核心内容。结合某实际工程,建立了筒型基础防波堤三维弹塑性有限元模型,分析了不同波浪力加载值下作用在筒型基础上土压力的大小及竖向和环向分布规律,并将有限元计算的极限状态下的土压力与Rankine主动、被动土压力和静止土压力进行了比较分析。根据筒型基础的位移模式,将土压力分为主动、被动和静止3个区域,建议了不同区域土压力的简化计算方法,为筒型基础结构稳定性验算提供了基本依据。     

斜交网格不同结构形式的侧移规律研究

为获得斜交网格筒体不同结构形式在竖向荷载作用下的侧移规律,分别建立斜交网格外框筒结构模型、仅设核心内筒的斜交网格结构模型及在核心内筒基础上增加楼板的斜交网格结构模型,并分别在3个模型顶部施加竖向荷载进行加载分析,通过改变荷载大小分析每个模型的侧移规律。研究表明:斜交网格筒体结构在竖向荷载作用下的侧移表现出特有的连续变形规律,且仅外筒、设核心筒、设楼板后对结构侧移规律的影响也不尽相同;楼板对结构侧移的限制效果较核心筒显著,且楼板较大程度地改变了结构的侧移曲线。     

框筒结构中角柱刚度对结构内力分布影响的研究

本文针对筒体结构的受力特点，通过ＴＢＳＡ对１２个不同长宽比和角柱刚度的框筒结构的计算，分析了角柱刚度变化对筒体结构内力分布的影响特征，提出了相应的建议，可供设计人员参考。     

高层斜交网格-RC核心筒结构协同受力性能研究

为掌握斜交网格筒与混凝土核心筒协同工作的受力性能,采用PERFORM-3D软件对10个不同结构特性的高层斜交网格-RC核心筒结构模型进行了静力弹塑性分析。总结了此类结构受力和塑性发展过程、变形能力及其影响因素,并从内外筒抗侧刚度的发展过程以及剪力分配规律等方面阐述了这类结构体系内外筒协同工作时的受力性能,给出了斜交网格外筒层剪力沿高度分布规律;明确了斜交网格筒的屈服路径以及斜柱传力过程。研究表明:此类结构体系关键构件的屈服顺序为:连梁、斜柱、剪力墙墙肢;结构抗侧刚度发展过程可分为两大阶段,剪力分配过程分为三大阶段;结构体系的整体变形模式呈弯剪型且空间协同工作性能较好,剪力滞后效应较小。     

钢筋混凝土烟囱日照温度统计分布规律

本文在分析了大量钢筋混凝土烟囱日照温度实测数据的基础上,提出了日照温度沿烟囱筒身高度的变化规律;日照在烟囱筒身上出现最高和最低温度的方位和时间;日照温度沿烟囱筒壁厚度的传递规律;烟囱筒身表面的日照温度和筒壁内层温度的关系等。这些分布规律对烟囱设计及施工均有一定参考价值。     

圆钢管混凝土K型焊接管板节点受力性能试验

为研究格构式钢管混凝土风力发电机塔架K型焊接管板节点的受力性能,进行了4个圆钢管混凝土K型焊接管板节点的单调静力加载试验和1个空心圆钢管K型焊接管板节点的对比试验,探讨了该类节点的破坏模式、极限承载力以及节点区应力分布和发展规律,研究了各试验参数对节点受力性能的影响。试验结果表明:塔柱内混凝土的填充使得焊接管板节点的破坏模式由节点交汇处塔柱管壁塑性变形失效转变为节点板失效和腹杆失效;节点的极限承载力大幅增加,变形减小;节点几何参数和构造参数的变化对试件受力性能的影响较大;当节点板中部设置加劲肋时,节点的承载力提高,节点板平面外失稳得以避免;当节点极限承载力由腹杆屈曲或屈服承载力控制时,在一定范围内随着腹杆与塔柱管径比和壁厚比的增加,节点的承载力提高。     

钢结构通信塔结构附件对结构初步设计的影响

针对钢结构附件重量对结构初步设计的影响进行了分析,介绍了作用在通信塔上风荷载标准值的计算方法,并以四角角钢塔和三角管塔为例,统计了不同情况下施工图中节点板及螺栓重量占塔总重的比例,并得出了一些具有指导意义的结论。     

基于风洞试验的苏通大跨越输电塔风振系数研究

苏通大跨越输电塔的结构形式有别于普通的钢结构杆塔,其塔身下部结构采用钢管混凝土、上部结构采用钢管,质量突变大,主要受风荷载控制,并且塔高超出GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的梯度风高度限制。为此,采用气动弹性模型和刚性模型的边界层风洞试验确定苏通大跨越输电塔的风致响应和气动力,基于试验数据计算不同风向角下的惯性力风振系数、位移风振系数和有效荷载风振系数,并进行对比。并通过有限元分析梯度风高度对惯性力风振系数的影响,同时将有限元分析得到的风振系数分布和加权值与DL/T 5154的风振系数规定作比较。结果表明：上述3种风振系数分布规律并不相同,由其分别确定的等效位移接近于试验值;考虑梯度风高度后,风振系数变小,分布形状影响小;苏通大跨越输电塔的惯性力风振系数加权值小于1.6,且风振系数由下到上不是单调增大。     

输电塔线体系动力特性及其风振响应的分析

利用有限元软件ANSYS,对实际工程中的某一直线塔分别按照角钢塔。钢管塔两种不同杆件形式建立空间非线性有限元模型,对比分析了单塔及塔线体系的动力特性,探讨了角钢塔与钢管塔动力特性的差异。对单塔和塔线体系模型进行风振响应时程计算,并对位移,加速度响应进行了对比分析。研究表明:角钢塔1阶振型频率较钢管塔高,但高阶振型频率较钢管塔低,输电塔单塔模型各阶振型频率与塔线体系模型差别不大,进行动力特性分析时,可直接按照单塔模型计算;但要对塔线体系进行风振响应分析时,应按照工程实际情况,建立一个完整的耐张段来分析。     

双椭圆形塔楼风荷载特性风洞实验研究

本文通过风洞实验的方法研究了以椭圆形为基本截面形状,两个相邻的由条状平板搭接构成的塔楼建筑风荷载的特性。结果表明,两个相邻的塔楼在一定的风向角下会形成比单个塔楼更大的风荷载。文中根据不同风向角下的风洞实验结果,结合当地的风气象资料,给出了该建筑更加合理的表面饰物风压分布数据。对今后类似的结构设计具有参考价值。同时也说明为了达到安全性和经济性两方面的目的,在作结构设计前对这类外形有较大变化的建筑及其群体间的影响进行适当的风洞实验是十分必要的。     

钢管填充混凝土对内外法兰节点抗弯承载力特性影响研究

特大型钢管结构(如大跨越输电铁塔等)主材内力及直径均非常大,钢管接长后采用传统刚性法兰连接不能满足承载力要求且不经济。在钢管内外侧均设置连接螺栓,形成钢管内外法兰。并针对钢管填充混凝土与否,设计并制作钢管内外法兰及钢管混凝土内外法兰试件,开展2种内外法兰抗弯承载力性能试验、有限元模拟分析和抗弯旋转轴计算理论研究,考察其承载力特性、传力机理及旋转轴位置。分析加载过程中连接螺栓、钢管及混凝土应变的发展情况,得到法兰啮合面旋转轴位置及内外螺栓内力分布规律。研究表明,钢管混凝土内外法兰受弯时可以避免钢管发生局部屈曲,提高了法兰节点整体抗弯刚度;且随着荷载的增大,法兰板张开,混凝土开裂,螺栓发生颈缩破坏。钢管内外法兰及钢管混凝土内外法兰抗弯承载力设计时,连接螺栓旋转轴位置分别可取距离管中心0.6R,0.8R(R为钢管半径)。     

冷却塔塔筒施工质量控制技术

在对冷却塔塔筒施工质量不同项目检查状况了解的基础上,分析了影响质量问题的主要因素,并从思想工作、技术工作以及组织工作三方面着手确定了质量控制保证体系,保证了塔筒结构的施工质量。     

单管塔结构挠度限值的规范比较研究

介绍了单管塔的应用和发展,对比研究了国内外规范和标准对挠度限值和容许应力的要求,对单管塔设计的控制荷载风荷载结合国外规范做了相应的对比,希望能为单管通讯塔相关行业标准的编制提供参考。     

中空夹层钢管混凝土风力机塔架风振性能研究

传统风力发电机组塔架大多为锥形单管钢薄壁细长结构,此类结构在叶片转动及风荷载作用下易发生大的变形和振动。为克服传统风电塔自身发展的局限性并发挥中空夹层钢管混凝土(CFDST)结构优良的力学性能,基于某锥形钢塔筒,通过承载力等效提出CFDST塔筒结构形式,利用ABAQUS软件建立其风振性能有限元模型,对比了两种塔筒的振动模态。从时域和频域对二者在不同荷载工况下的动力响应特征进行对比分析,并对塔筒与叶片是否共振及瞬态冲击荷载下的振动进行了研究。结果表明:CFDST塔筒在保证原有钢塔筒抗弯承载力和刚度的同时,底部截面尺寸减小了25.6%,且不会与叶轮转动产生的谐波激励发生共振; 阻尼对风机塔筒位移、速度、加速度及应力响应幅值影响显著; 与钢塔筒相比,CFDST塔筒在正常运行荷载工况下峰值位移、加速度幅值和最大等效应力分别降低21.1%、30.2%和41.6%,而在暴风荷载工况下,分别减小14.4%、32.2%和36.3%; 研究成果可为相关塔筒的设计优化提供参考。     

Collapse mechanisms of power towers under wind loading

In this paper, nonlinear static pushover analyses were carried out to assess the capacity and collapse mechanism of two existing transmission towers under wind loading. Different load distribution patterns were adopted from the application of the codified design wind load of the following countries: Mexico, United States, India, Japan and the New Zealand – Australian Code. Three-dimensional inelastic response analyses were performed using open access software. Analyses were employed to define the capacity curves, stress-strain curves for structural elements, the yielding mapping sequences and the collapse mechanisms, and to evaluate the influence of the tower body deformation and to assess the theoretical overstrength and ductility capacities. Results show a damage concentration, which leads to a fragile collapse mechanism with important strength reserves and a non-uniform distribution of yielding within the tower height. Since the collapse mechanism is not compatible with the desired performance inherent to the design philosophy, recommendations for the design stage are proposed, which pretend to ensure that the inelastic behaviour be consistent with the goals implicit in a code-based design to prevent tower collapses.