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  • 简介:为进一步探索空腹索桁张力结构初始预应力分布、静力性能及误差敏感性,在理论分析的基础上,设计加工了一直径5m的结构模型.提出了该模型支承平台、可调索杆、连接节点等加工制作方案及基于最小二乘法的各测点内力-应变关系拟合方法,考察了张拉各构件到设计长度时的体系初始预应力分布,模型在满跨、半跨和1/4跨等多种荷载工况下的静力响应及通过调整杆件长度模拟杆长误差以考察长度的误差敏感性.研究表明,当所有构件都张拉到设计长度时,空腹索桁张力结构初始预应力分布将达到设计值;结构在不对称荷载作用下易发生平面外失稳,平面外刚度较差,而在整体均布荷载作用下表现出良好的承载性能;环索长度误差敏感性最明显,脊索、斜索次之,桅杆最弱.初内力分布、多种荷载工况下的静力响应及误差敏感性分析理论值与实测值基本吻合,表明了理论分析的正确性和模型设计的有效性.

  • 标签: 索桁张力结构 模型试验 初始预应力 静力性能 误差敏感性
  • 简介:研究钢网格盒式结构空腹楼板与柱相交节点的抗震性能及空腹楼板上覆现浇钢筋混凝土层对节点抗震性能的影响,开展了2个边柱组合节点、2个边柱纯钢节点的低周反复加载试验。分析比较了节点的破坏模式、滞回曲线和耗能能力。试验结果表明:钢网格盒式结构的纯钢节点和组合节点滞回曲线比较饱满、稳定,具有良好的延性和耗能能力,盒式结构节点抗震性能良好。相对于纯钢节点而言,组合节点由于混凝土层的抗压和钢筋的抗拉作用,其承载力、刚度和耗能性能均有一定程度的提高,在对节点承载力和抗震性能的分析中,可将混凝土层对节点抗震性能的有利影响作为结构的安全储备。

  • 标签: 盒式结构 组合节点 低周反复荷载 抗震性能 延性
  • 简介:工程结构的整体稳定性反映了结构的抗倒塌能力,是工程结构设计要考虑的关键问题,初始缺陷对不同类型结构的整体稳定性会产生不同的影响.目前在网壳结构设计中,初始缺陷是按照第一阶屈曲模态的L/300(L为结构跨度),对结构施加初始变形.本文以2008年奥运会羽毛球比赛馆的张弦网壳结构为工程背景,以两个不同形式的张弦网壳为算例,分析了初始缺陷对张弦网壳结构整体稳定性能的影响,对网壳结构设计中施加初始缺陷提出了新的看法,为实际工程的设计计算提供了借鉴和参考.

  • 标签: 张弦网壳 整体稳定 初始缺陷
  • 简介:对1个隔板贯通式箱型中柱-H型钢梁常规节点和3个圆弧扩大头及梁翼缘网孔削弱型节点进行了低周往复循环加载试验.试验结果表明,常规节点在梁翼缘对接焊缝处脆断,节点塑性转角约为0.016rad;网弧扩大头及圆孔削弱型节点在梁翼缘圆孔削弱处断裂,裂纹起始于圆孔侧边,塑性转角较常规节点提高约19%,承载力较常规节点降低5.5%~9.4%,滞回曲线的包络面积(耗能性能)较常规节点约提高0.2%~9.0%.圆弧扩大头构造降低了梁翼缘对接焊缝的应力集中程度,避免了对接焊缝过早脆断;圆孔削弱构造促使梁削弱截面形成塑性铰.

  • 标签: 箱型中柱-H型钢梁节点 循环加载试验 圆弧扩大头 圆孔削弱 塑性转角 承载力
  • 简介:对六杆四面体单元组成的球面网壳结构的静力特性进行了模型试验研究.设计、制作了一个10m跨度的大型实物模型,测试了其在全跨加载和半跨加载两种工况下的静力特性,并与利用实际模型节点坐标建立的有限元模型计算结果进行对比,分析了误差产生的原因以及误差来源对模型静力特性产生影响的机理.测试和分析结果表明,模型的加工和安装精度对结构静力特性具有显著的影响,必须在实际工程中予以严格控制。

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 静力特性 模型试验
  • 简介:六杆四面体单元组成的球面网壳是一种适应建筑工业化需求的新型空间结构体系.基于一个10m跨度的大型实物模型,对这种新型网壳结构进行了装配化施工的实践研究.模型的六杆四面体单元全部预先加工完成,再按照拟定的施工方案,以其为基本单位进行安装,并对安装过程中出现的问题进行了总结和分析.模型安装完成后,利用全站仪测得所有节点坐标,并利用测得坐标重建有限元模型,通过与设计模型的静力计算结果进行比较,从理论角度分析了安装误差对结构静力特性的影响.本文工作能为这种新型球面网壳的工程实践提供一定的指导。

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 实物模型 装配化施工 精度控制
  • 简介:提出了一种新型的方钢管混凝土柱与外包U形钢-混凝土组合梁连接节点形式——外伸内隔板钢筋截断式节点。基于"强柱弱梁,节点更强"的抗震设计原则,设计3个试件,并对其进行低周反复荷载试验研究,分析节点的破坏特征,考察节点区的剪切变形,深入研究节点的滞回曲线和骨架曲线,进而研究节点的承载能力、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能。研究结果表明:各试件的破坏主要集中在靠近柱壁的梁端区域,而钢管柱和节点区的变形和应力很小,基本处于弹性阶段;由于梁内混凝土及翼板的组合作用,各节点的滞回曲线呈不对称的纺锤形,无明显捏缩现象,比较饱满,耗能性能良好;各节点试件的位移延性系数和等效粘滞阻尼系数明显大于普通钢筋混凝土结构的相应指标;在整个加载过程中,刚度退化稳定。

  • 标签: 方钢管混凝土柱 外包钢-混凝土组合梁 外伸内隔板钢筋截断式节点 抗震性能 试验研究
  • 简介:首先回顾了筒仓抗震性能的研究进展,主要从有效质量系数和散料与筒仓壁动力相互作用两方面进行阐述.同时,基于Silvestri等人提出的理论模型,建立了合理的三维钢筒仓数值模型来模拟动力激励下散料与结构的相互作用效应.本模型的主要特点是将仓内散料分成内、外两部分:内部的每层散料重力完全由其下一层散料承担,而外部散料重力则完全通过摩擦力由仓壁承担.筒仓壁与外部散料之间的几何协调通过接触对实现,内部散料与外部散料间的协调则通过接触面处的节点径向自由度耦合实现.利用该数值模型进行了钢筒仓自振特性的参数分析,讨论了散料质量、弹性模量以及接触单元初始接触刚度等因素对自振特性的影响.

  • 标签: 钢筒仓 地震响应 散料与结构相互作用 数值模型 自振特性
  • 简介:随着计算机技术的发展,基于拓扑优化技术的轻量化设计在结构设计领域广泛运用.从目前的空间结构领域来看,针对具体项目的连续体结构的拓扑优化主要还是靠工程师的工作经验来进行,而采用系统性的优化策略来进行结构优化还并不成熟,尚待深入研究.六杆四面体球面网壳是一种包含装配式建筑思想的新型空间壳体,近年来进行了广泛深入的研究.本文基于应变能最小准则针对这种新型网壳结构的力学性能进行了截面尺寸优化,对优化前后网壳各个方向的位移及各杆件截面尺寸的变化进行分析研究.优化结果表明,在减重百分之二十的条件下,结构刚度有了较大提高,竖向位移得到了有效控制,自动化的拓扑优化技术在新型空间结构体系上得到了较好的实现.

  • 标签: 球面网壳 六杆四面体单元 结构拓扑优化 轻量化设计
  • 简介:星载四面体桁架式可展抛物面天线作为一种大型可展开天线,在我国发射的卫星上已经投入使用.针对天线结构设计的核心问题——上弦节点位置的确定方法展开研究.首先提出两个优化设计判断准则:弦杆夹角的均匀性和最小均方根误差.在分析现有方法的基础上,本文提出了基于平面桁架结构的映射方法,具体讨论了3种不同的映射方法:一是平面桁架垂直投影映射,二是中轴线弧等长映射,三是弦长协调变化映射.通过分析对比相关的弦杆夹角以及最小均方根误差,表明本文提出的方法三是相对最优的方案.

  • 标签: 可展抛物面天线 四面体桁架式天线 上弦节点定位 映射 弦杆夹角 分布均匀性
  • 简介:采用有限元软件ABAQUS对节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接普通节点和腹板开孔型节点进行有限元分析,研究了开孔参数、轴压比、钢材强度对节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接腹板开孔型节点滞回性能的影响。分析结果表明:在循环荷载作用下,在弹性阶段节点腹板开孔参数对节点骨架曲线影响不大;进入弹塑性阶段后,开孔参数对节点的承载力影响较大,其中开孔直径对节点的滞回性能影响最大,开孔位置次之;轴压比对节点的滞回性能基本无影响;随着钢材强度的提高,节点的屈服承载力和极限承载力随之也提高,并且其延性也在降低,中强度钢材可以满足延性的要求,因此可以通过提高钢材的强度来提高节点的抗震性能。另外提出了一种适用于弱轴连接的加强型与腹板开孔型并用的新型节点。通过有限元分析发现新型节点能够综合加强型节点与腹板开孔型节点的优点,实现塑性铰外移和增加使用功能的要求,有效地保护节点,达到"强节点弱构件"的目的,具有一定的工程应用价值。

  • 标签: 节点域箱形加强式 工字形柱弱轴连接 腹板开孔 滞回性能
  • 简介:本文介绍了火灾下非均匀受火钢柱截面温度分布规律及其对钢柱抗火性能的研究进展和已有研究成果,包括钢柱截面非均匀温度分布产生的原因及截面温度非均匀分布对钢柱抗火性能的影响。钢柱截面不均匀温度产生的原因有:钢柱受到建筑填充墙保护,非4面受火;钢柱仅部分截面采用防火保护;受洞口非均匀火灾影响的建筑外框架柱;钢柱防火保护层不均匀或局部破损等。截面温度不均匀对钢柱抗火性能的影响包括:截面产生附加应力,使钢柱临界温度降低;钢柱截面不对称,发生弯扭破坏;钢柱产生热弯曲,以及破坏时可能出现的反向弯曲等。并对需要进一步研究的问题给出了建议。

  • 标签: 非均匀受火 温度场分布 框架柱 抗火性能
  • 简介:基于有限元分析对方型鸟嘴式十字节点在支管非对称轴力作用下的应力集中特性进行研究,得到热点区域的应力集中系数(SCF)及其分布规律,并与传统正放式节点的分析结果对比.选用典型无量纲参数建立节点的有限元模型,并采用实体单元模拟焊缝的几何形状.结果表明:对于单侧支管轴力工况,CIDECT疲劳设计指南中针对传统正放式十字节点的SCF叠加公式并不适用于方型鸟嘴式节点,原因在于后者的主管壁板之间存在更明显的相互作用,从而导致节点的非支管轴力侧也产生显著的应力集中.通过引入新的荷载工况X-BFam来考虑纯单侧支管轴力作用,提出了同时适用于传统正放式和方型鸟嘴式十字节点在支管非对称轴力作用下的SCF叠加修正公式.

  • 标签: 方管节点 鸟嘴式节点 热点应力 应力集中系数 支管轴力
  • 简介:将“工业固体废渣资源化”是我国建设生态文明型、资源节约型国家的重要举措.制造磷酸排放的大量磷渣(二水石膏)和火力发电厂排烟的大量脱硫石粉的固体废渣,通过工艺转化为“磷石膏”(半水石膏)及“脱硫石膏”,两者与天然石膏具有相同的物理、化学指标.石膏类材料另一特性是浇制后的浆液初凝时间快,加缓凝剂后仅30分钟,是砼初凝时间(8小时)1/16,利用此原理采用砼与石膏浆液分层分段浇制成型,从而形成几种新型砼结构体系.正值我国钢结构住宅建筑发展之际,课题组推出“浇制石膏、装配整体式钢网格式框架结构”,应用于大开间多高层节能建筑.这些石膏、砼和石膏、钢结构新体系是以多项国家发明专利作为技术支撑,通过理论分析、科学试验及工程实践,使“变废为宝”的磷石膏、脱硫石膏等石膏类材料取代传统的粘土砖、水泥标砖形成的砌体,对节约土地资源、循环经济均具有显著的促进作用.本课题是一项较庞大的系统工程.本文仅对课题的新型结构体系各方面内容进行综合性介绍,以期“抛砖引玉”,在充实提高的基础上,形成具有我国自主知识产权的建筑结构新体系.

  • 标签: 工业固体废渣 资源化 磷石膏 网格式框架结构 节能建筑
  • 简介:介绍了一种新型空间楼盖结构,该楼盖的上、下层为H型钢肋,中间由方形钢管剪力键连接.以某实际工程为例,通过数值模拟方法,在行走、跳跃、起立3种具有代表性的人致荷载激励下,验算了楼盖的结构动力时程响应,计算每种工况的峰值加速度,并与舒适度评价标准限值进行对比.通过参数化分析方法,对楼盖进行了模态分析和动力时程分析,将各参数变化对自振频率和竖向振动的影响进行了分析.分析表明楼盖的自振特性类似于实心平板,低阶振型主要表现为竖向振动,结构具有良好的抗振性能,可以满足正常使用条件下的舒适度要求.

  • 标签: 装配整体式 空间钢网格 H型钢 振动 人致荷载 参数化分析
  • 简介:2006版《火力发电工程建设预算编制与计算标准》及定额体系和《火电工程限额设计参考造价指标(2012年水平)》的出台,需要更新内蒙古地区600MW火力发电机组建筑工程典型造价,为今后新体系下的造价预测奠定了基础。

  • 标签: 火力发电 建筑工程 典型造价
  • 简介:为进一步提高舒适家居涉及的供暖、制冷、新风、燃气设备、智能家居等产品及集成系统的应用标准化程度,满足装配式建筑标准化设计、一体化装修和智能化应用等要求,“舒适家居产品及系统在工业化建筑中的应用研究”、“新风与燃气设备行业”国家重点专项课题启动会于2019年1月13日在浙江台州普瑞泰环境设备科技有限公司召开。本次会议由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心和中国建筑金属结构协会净化与新风委员会联合组织召开。住房和城乡建设部科技与产业化发展中心副处长梁洋,舒适家居分会副秘书长、净化与新风委员会执行主任兼秘书长王贺共同主持了会议。

  • 标签: 智能家居 工业化建筑 燃气设备 集成系统 新风 应用