钢板剪力墙结构基于性能的塑性设计方法研究

依据现行设计规范设计的钢板剪力墙结构,在罕遇地震作用下的非弹性性能是难以预测和控制的。为满足对高效可靠设计的需求,该文提出了钢板剪力墙结构基于性能的塑性设计方法,并通过修正楼层剪力考虑结构的P-Δ效应。选用预定的目标位移和破坏模式作为结构的两个关键性能指标。根据能量守恒原理,计算结构在给定地震作用下的设计基底剪力;采用能够反映结构在罕遇地震下楼层剪力分布状态且考虑高阶振型影响的侧向力分布模式,确定楼层剪力;采用塑性设计方法设计内嵌钢板以便达到预期的破坏模式和性能。为验证方法的有效性,采用此方法对一栋10层钢板剪力墙结构进行了设计,并采用静力非线性分析法和动力弹塑性方法对结构进行分析,为钢板剪力墙结构基于性能的塑性抗震设计提供一定依据。     

大运会主体育场施工过程力学模拟与分析

大运会主体育馆为一大跨度单层折面形空间网壳,其建筑形态比较复杂,施工过程中的结构形式和设计成形状态下有很大差别;施工"路径"会对最终成形的竣工状态产生不同的内力和变形,与设计状态下的分析结果有较大差别,需在结构设计和施工中加以考虑.对大运会主体育馆建立有限元模型,运用施工力学的方法,按照实际的施工顺序进行施工全过程的力学模拟和分析;跟踪施工过程中结构的内力和变形的累积发展过程,分析施工过程对主体结构的影响,保证施工过程中结构的安全性,并使竣工时结构的内力和变形满足设计的要求,为设计和施工提供理论依据.     

世界大学生运动会主体育场结构施工若干关键技术研究

世界大学生运动会主体育场钢屋盖采用单层折面空间网格体系。采用一次性建模法跟踪模拟世界大学生运动会主体育场的施工过程。通过有限元分析考虑临时支撑柱、连系桁架以及看台支撑对结构的影响。对施工吊装进行了分析,总结了结构施工中的难点,并对铸钢节点进行了分析。研究表明：将应力监测点设置在临时支撑的较低位置而非主体结构上,可以有效地指导施工;临时支撑对结构影响显著;采用容许应力法确定吊绳截面尺寸,通过人为扶正的办法可以解决平面外位置偏离问题,而拼装结构的平面内稳定可以通过加设临时连杆实现。利用卡环将吊绳直接锁在构件上进行吊装;铸钢节点的最大应力未超过屈服应力,具有较高的安全储备。     

西安东航维修基地新机库钢屋盖结构整体提升若干关键技术研究

西安东航维修基地新机库钢屋盖采用正交斜放焊接球空间网架体系。通过有限元分析,对提升点的设置和提升过程进行研究,确定了提升点位移差的限值,并对提升支架、网架辅助提升点、门头单元提升点以及混凝土柱的稳定性进行分析,保证了提升过程的安全。此外,考虑了替换提升超限杆件对结构的影响。研究表明:按照方案1的方法设置(在东西侧奇数柱处设置)提升点是合理的;提升点水平弹性刚度的取值仅和屋盖自重以及提升钢绞线长度有关;多质点有限元计算模型更加合理,结构在同步提升状态下受力和变形均满足规范要求,整个提升过程安全可靠;提升点位移差的警戒限值为15mm;提升支架、网架辅助提升点、门头单元提升点在提升过程中安全可靠;混凝土立柱提升平面内的稳定性可以通过在柱外侧施加预拉力来实现,增设柱间支撑则可以保证提升平面外的稳定性;替换超限杆件对结构安全提升效果明显,而且对设计状态下的整体结构影响较小,是切实可行的。     

SINO大型磨机运输施工力学模拟研究

SINO大型磨机建设采用国内组装、海洋运输至国外的方法实现。大型磨机具有体积及质量巨大的特点,其建造过程中的内力和变形变化复杂。为保证结构安全,运用通用有限元软件对磨机运输过程中受力状态进行力学模拟,并对实际工程进行监控修正。研究表明:自磨机模块运输过程中设计的辅助结构合理,安全措施得当。     

大跨度钢屋盖结构的整体提升施工技术

西安东航维修基地新机库钢屋盖结构属于正交斜放焊接球空间网架体系,对于此类大跨度复杂钢结构,在建造时多采用计算机控制液压的方法进行整体提升,整个体系在提升状态下的受力情况与设计状态完全不同,必须对提升过程进行施工力学模拟,保证提升过程的安全。采用有限元对钢屋盖结构进行整体提升施工技术研究,并考虑提升高度变化对钢屋盖结构的影响。研究表明:提升高度的变化对提升力基本没有影响,随着提升高度的增加,结构竖向最大变形和杆件最大应力均有所减小;钢屋盖结构提升方案合理,整个提升过程安全可靠;在晴好天气下进行提升时,如果试提升状态满足要求,则整个提升过程是安全的;在此基础上总结了提升施工中的重点、难点问题,为此类大跨度空间钢结构的合理设计和施工提供了参考。     

大跨度钢屋盖结构整体提升施工过程力学模拟分析

西安东航维修基地新机库钢屋盖采用正交斜放焊接球空间网架体系。对该钢屋盖结构的同步提升过程进行施工力学模拟。通过不同步提升分析,提出了“单、隔点组合不同步分析法”,并给出减轻提升不同步性的措施。研究表明：提升过程中将稳定计算中强度设计值乘以折减系数0.95是合理的;结构在同步提升状态下受力和变形均满足规范要求,整个提升过程安全可靠;某个提升点施加位移差只会影响该点附近构件的内力,并对相邻较短构件和较近间距的相邻提升点提升力产生较大影响;对相邻提升点同时施加位移差的情况不需要单独考虑,但隔点同时施加位移差的情况不能忽略;“单、隔点组合不同步分析法”包络了所有不同步提升中的不利情况,计算过程简便,可以在大跨度钢屋盖结构的提升不同步性计算中广泛应用;结构在脱离支撑时先提升提升力较小的吊点,在就位时先落提升力较大的吊点,可以减轻提升不同步性。     

深圳大运中心主体育场施工过程模拟分析

深圳大运中心主体育场屋面采用单层折面空间网格钢结构体系,具有悬挑长度大、折面刚度大的结构特点.由于结构形式复杂,施工周期较长,所以建造过程对结构的内力和变形影响较大.利用施工力学的方法对施工过程进行跟踪模拟分析,得出最优的施工方案,使结构的受力和变形趋于设计状态,保证施工过程的安全性.     

圆竹的力学性能及影响因素研究

为了获得圆竹的主要力学性能及其影响因素,完成了6组共计51个试件的试验研究,获得了圆竹的抗压强度、环刚度以及抗弯强度等力学性能,研究了含水率、竹节和取材单元对上述力学性能的影响.结果表明:竹材顺纹抗压强度分别为弦向横纹和径向横纹抗压强度的2.7倍和4.0倍;竹节的紧箍作用有效提高了圆竹的环刚度,节部材较节间材提高90%;竹节对竹材的抗压强度具有一定的提高作用,节部材较节间材提高6.3%;含水率对圆竹抗压强度和抗弯强度有较大影响,但其影响趋势不同.圆竹的抗压强度随竹材含水率降低而增加,含水率降低40%时抗压强度提高约20%,而其抗弯强度随竹材含水率的降低而降低,在挠度相同的前提下,抗弯强度下降约20%.     

现代竹结构的研究与工程应用

竹材是世界上为数不多的可再生资源,是建筑行业的理想材料。随着经济社会的发展、科学技术的进步、国家政策的推动,全生命周期均可实现与生态环境协调共存的竹结构是未来发展方向之一。虽然从基本方法与手段上,竹结构的研究可以从已经较为成熟的传统结构研究中汲取经验,但是,竹材的特殊使得竹结构在构件、节点以及体系构成上与传统结构存在显著差别,且目前针对竹结构的研究尚缺乏统一材料本构,手段也较为单一,节点连接形式局限性大,均限制了竹结构在工程中的广泛应用。结合已有成果,对竹结构中所涉及的竹材、竹构件、节点的力学性能作出分析;结合现代科技,对竹结构体系进行研究、总结。提出一种喷涂复合砂浆-原竹骨架组合结构体系,其整体力学性能好,功能性和适应能力强,施工速度快,可代替传统砖混结构,在低层房屋及村镇建筑中应用,具有较高的推广价值。