板件宽厚比对交叉钢梁稳定性影响研究

对中、美、欧现行规范关于钢结构截面类型及宽厚比限值的要求进行了归纳比较,利用ABAQUS有限元软件进行了单根H形钢梁考虑初始缺陷的屈曲承载力分析并与规范公式计算结果进行了对比.在此基础之上,以雄安站站房雨棚钢结构为背景,选取具有代表性的区域建立空间交叉H形钢梁精细有限元模型.对不同板件宽厚比的空间交叉H形钢梁进行了非线...     

国家体育场桁架柱外柱节点设计研究

国家体育场桁架柱外柱节点的几何关系复杂,存在T型、K型及KT型等多种腹杆形式,腹杆侧壁与外柱壁板斜交,还存在与立面次结构相交的情况。焊接薄壁箱形构件相贯节点的刚度差,承载力低。本文通过在外柱内设置横向加劲肋与局部纵肋等构造做法,可以有效提高节点刚度与承载力。对于有次结构的外柱节点,次结构的上、下壁板不能全部贯通,在保证腹杆与外柱传力可靠的前提下,在外柱节点区设置传力三角区。对于K型腹杆节点,翼缘较厚的腹杆贯通;对于KT型腹杆节点,中间腹杆贯通。通过合理设计拼接焊缝位置、采用整板切割等方式,可以有效减少焊缝数量,避免焊缝重叠。采用有限元法分析外柱节点的受力形态,并根据“最大平均应力”的原则确定节点域板件的厚度,实现“强节点”的设计理念,保证节点的可靠性与经济性。     

国家体育场柱脚抗拔性能试验研究与分析

对国家体育场柱脚进行抗拔性能试验研究与分析,详细描述了试件设计制作与破坏过程,给出了试件的荷载-位移骨架曲线.在此基础上,分析研究了混凝土承台开裂、破坏的全过程,同时,采用ANSYS有限元分析程序,对钢柱脚混凝土承台在单向加载下的荷载-位移情况进行了数值分析,并与试验结果进行了对比,计算结果与实测结果符合较好.     

国家体育场焊接方管桁架双弦杆KK型节点试验研究

正在建设的国家体育场两两斜交的主桁架构成了许多双弦杆焊接方管KK型节点,该节点连接焊缝密集,构造极其复杂。本文对这种在管结构中较为独特的节点进行了1∶4的缩尺模型承载力试验研究,详细介绍了节点的试验方法和结果,讨论了节点的受力性能、破坏模式以及节点内部加劲肋的作用。研究表明该节点的构造措施较完善可靠,节点具有较高的承载力。节点的薄弱部位处在受压腹杆端部,发生局部屈曲。弦杆内部纵横向加劲肋的设置有效地增强了节点强度和刚度。腹杆端部的局部放大改善了腹杆向弦杆的传力,降低了应力集中。     

苏州火车站大跨钢屋盖施工过程仿真分析

苏州火车站钢结构屋盖呈"工"字形布置,为大跨度屋盖结构,屋盖采用菱形桁架双向布置。根据站房分期施工方案,对结构通过单元逐步激活技术进行了阶段施工仿真分析。根据屋盖钢结构的安装方案,对结构进行了现场实时卸载模拟分析,分析中同时考虑了施工期间各榀空间桁架的安装温度和合拢温度对结构挠度及杆件应力的影响。挠度实测值与理论计算值符合较好,为钢结构屋盖卸载提供了科学依据。     

钢板剪力墙结构设计与施工模拟技术

钢板剪力墙延性好、耗能能力强,是一种新型的高层抗侧力结构体系.钢板剪力墙主要承受水平剪力,不承担竖向压力,需要进行后装连接设计,内嵌墙板与连接板可以采用栓接或焊接.钢板剪力墙的薄弱部位出现在角部,设计中需要采用合理的构造措施避免钢板剪力墙的角部应力集中.钢板剪力墙与现浇混凝土楼板的连接构造需要满足内嵌钢板的后安装要求,同时也不影响现浇混凝土楼板的正常施工.利用不同形式的加劲肋可以延缓内嵌钢板的屈曲,提高钢板剪力墙的极限承载力和延性.对加劲肋的效能进行了分析对比,并结合钢板剪力墙的实际工程进行了不同施工方案的施工模拟,分析了钢管混凝土浇筑时间对钢板剪力墙内力和变形的影响,得到了合理的施工安装顺序.     

苏州火车站站房钢结构复杂节点设计研究

苏州火车站屋盖结构采用空间菱形大跨度钢管桁架结构,局部为双向交叉菱形桁架。桁架汇交杆件数量多、直径大,节点构造非常复杂。工程节点主要采用相贯焊接的形式,受力集中和几何构型非常独特的部位采用铸钢节点。焊接节点域进行局部加厚,并在主通弦杆内部设置环形加劲肋,以提高节点承载力。铸钢节点域根据构件的几何尺寸与空间关系确定主通杆件与加劲肋的设置方式,采用渐变壁厚的方式满足受力平衡过渡以及铸造工艺的要求,并在构件端口设置构造环肋以及反向焊接坡口解决与钢管的连接。通过有限元分析与试验研究对上述节点构造的合理性进行了全面分析,确保节点具有较大的安全储备。     

开合屋盖结构设计关键技术研究

结合作者完成的开合屋盖工程设计经验,对开合屋盖结构设计的关键技术进行了较为全面的论述。屋盖的开合方式应根据建筑方案、使用功能、自然条件、运营管理等因素综合确定,应明确规定活动屋盖开合的基本状态;从结构安全与经济性的角度来看,将抵抗荷载与作用最有利的活动屋盖位置作为基本状态较为合理;活动屋盖应采用整体刚度较小、对边界条件不敏感的柔性结构,对安装误差与结构变形具有较大的适应能力;固定屋盖,尤其是轨道桁架应具有较大的刚度,并严格控制施工精度;活动屋盖位于全开、半开及全闭三种状态的荷载取值存在很大差异,需要分别进行计算分析;应考虑活动屋盖与固定屋盖之间的相互作用,轨道桁架、台车及连接部件应在罕遇地震作用下保持弹性;在活动屋盖处于非基本状态或行走过程中,地震作用可适当折减;应通过对多种驱动方式进行技术经济比较,确定活动屋盖开合驱动与控制系统,系统应便于操作与维修,驱动控制系统的维护管理工作对保证活动屋盖运行的可靠性与耐久性非常重要。图15表2参19     

国家体育场主结构扭曲箱形构件设计研究

根据国家体育场屋盖结构的构型原则,扭曲箱形构件的轴线保持在同一平面内,可视为由一系列曲率半径不同的弧形曲线构成。扭曲箱形构件受力机理复杂,影响因素较多。在设计中经过大量的计算分析、试验研究与加工工艺研讨,提出设置横向加劲肋的方法,通过在扭曲箱形构件设置内部加劲肋的方式改善扭曲箱形构件的应力分布,有效约束弧形板件的面外变形,增强构件的整体刚度。通过调整板件厚度、加劲肋间距等措施,使实体模型达到与杆件模型强度等效和刚度等效;在确定加劲肋形状时兼顾焊接操作空间、节约材料等方面的因素。     

钢板剪力墙抗震性能试验研究

以天津国际金融会议酒店工程为背景对钢板剪力墙的抗震性能进行试验研究。完成了3个4层1∶5缩尺比例的钢板剪力墙试件的拟静力试验。试件主要变化参数包括墙板开洞和中柱设置。试件SPSW-1墙板开洞,试件SPSW-2墙板不开洞,试件SPSW-3带有中柱,且中柱一侧墙板开洞。在钢板剪力墙的墙板上布置了槽形和一字形两种截面形式的加劲肋。试验结果表明：钢板剪力墙结构具有良好的承载力、延性和耗能能力;开洞降低了钢板剪力墙结构的刚度和承载力;中柱提高了钢板剪力墙结构的刚度和承载力;加劲肋可增强钢板剪力墙结构的刚度和稳定承载力,开洞补强效应显著。