中美规范风荷载计算对比

介绍了美国规范ASCE 7-10中风荷载的计算方法。比较中美规范在风荷载计算方面的异同。提出不同时距(time interval)、不同重现期(MRI)基本风速的转换方法。选取变电站构架中常用的格构式角钢梁作实例分析,利用中美规范对其进行风荷载计算和比较。对采用美国规范进行风荷载计算提出建议,供设计人员参考。     

中美配筋砌体柱设计方法的比较分析

为使我国工程设计人员了解美国规范的设计方法和技术措施提供参考,基于我国(GB50003-2001)<砌体结构设计规范>和美国ACI530-02/ASCE5-02/TMS402-02<砌体结构建筑规范>的设计规定,比较了中美两国设计规范中配筋砌体柱的设计方法、荷载组合和材料强度取值.通过实例计算,探讨分析了两国规范配筋砌体柱构造措施的差异及其产生原因.     

浅析美国规范ASCE74中的荷载计算

在国际工程标书中,美国输电线路结构荷载导则《Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading》(ASCE74-2009)经常是被业主青睐和采用的标准。本文结合工程实际介绍了ASCE74中,线路在大风工况、覆冰工况、安装维护以及断线等工况下的荷载计算,可供国际工程投标及设计使用。     

考虑高阶振型影响选波方法对近断层地震动输入适用性研究

目的为近断层地震动输入下高层结构的抗震时程分析提供合适的选波方法,将适用于远断层地震动的考虑高阶振型影响的多频段加权匹配地震波选波方法(简称多频段加权选波法)用于近断层地震动,探讨该方法的适用性.方法以20条均存在速度脉冲的近断层地震动作为备选波,并将其均值放大系数谱作为目标谱,采用多频段加权选波法进行选波.以美国SAC Steel Project设计提出的9层和20层的抗弯钢框架结构为实例建立有限元分析模型,以20条近断层地震动时程分析所得结构最大层间位移角均值及分布为目标反应,将多频段加权选波法选出的3条波输入下结构反应均值及美国《建筑荷载规范》(ASCE 7-05)选波要求方法输入下所得结构反应与目标反应进行对比分析.结果对于9层结构,多频段加权选波法与目标反应更为接近;对于20层结构,虽然多频段加权选波法出现了薄弱层位置判断不准确的情况,但最大层间位移角数值的确定基本合适;对于9层和20层结构,多频段加权选波法和ASCE 7-05方法均未出现低估最大层间位移角的情况.结论在进行近断层地震动作用下结构的非线性时程分析时,考虑高阶振型影响的多频段加权匹配选波方法具有较好的适用性.     

基于风洞试验的围护结构抗风设计研究

为了研究10min时距和3S时距下通过风洞试验进行围护结构抗风设计的差别，对中国的《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）和美国的“Minimun design loads for buildings and other structures”（ASCE7-02）中关于风荷载的规定进行了对比分析．在此基础上，结合一个工程实例，给出了通过风洞试验方法进行围护结构设计的过程，     

核电厂结构地震响应分析的时频域分析方法比较

进行核电厂安全相关结构的抗震分析时,中国和美国规范推荐的计算方法有所不同,中国核电厂抗震设计规范(GB50267-97)中推荐时程法(时域法),而美国土木工程师学会的安全相关的核电结构的抗震分析(ASCE4-98)则建议时域法和频域法,因此这两种方法的比较对了解核电厂地震动力响应有重要意义.本文基于同一个典型的核岛结构,分别采用时域法和频域法计算核电厂的地震响应.计算结果表明,时域法和频域法得到较为一致的结构峰值加速度和反应谱.由于频域法用于核电厂地基—结构分析方便性和计算结果的稳定性,建议中国核电厂抗震设计规范增加频域分析方法.     

大型开敞式深水码头导管架结构设计研究

结合大连新港新建30万吨级(兼靠45万吨)进口原油码头工程,以导管架结构为研究对象,阐述该结构型式的受力机理与施工特点,并与重力式沉箱结构进行比较.讨论将导管架结构应用于开敞式码头时需要计算的内容及方法,包括构件强度、构件稳定性、刚性嵌岩结构承载力及入土深度、管节点静力强度与疲劳寿命.结合实际工程,提出可适用于水深大于25m的新型码头导管架结构方案,并进行结构计算.结果表明,与传统结构相比导管架结构有明显的经济效益,且能满足各项设计要求,国内开敞式深水区码头采用导管架结构是安全、可行、经济的,对我国开敞式港口结构的设计具有一定的参考意义.     

无黏结预应力混凝土连续梁承载力的研究

为研究无黏结预应力混凝土连续梁在单跨集中荷载和双跨对称集中荷载下的承载力和预应力筋应力增量,基于通用有限元软件ANSYS建立了无黏结预应力混凝土连续梁的有限元计算模型,研究了不同加载方式下非预应力筋配筋率、预应力筋的张拉控制应力以及混凝土强度等参数对连续梁的承载力和无黏结筋极限应力增量的影响.结果标明,无黏结预应力混凝土连续梁在单跨集中荷载下的承载力小于双跨对称集中荷载下的承载力.将计算得到的无黏结筋极限应力增量与中国现行规范JGJ92-2004和美国ACI318-05规范进行对比后发现:对于承受双跨对称集中荷载的无黏结预应力混凝土连续梁,规范偏于安全;当无黏结预应力连续梁承受单跨集中荷载时,中国现行的JGJ92-2004规范和美国ACI318-05规范均过高估计了无黏结筋的极限应力增量.     

中国与印度规范风荷载对比

随着国外项目工程的增加,了解国外规范与中国规范的差异对工程设计是有必要的.本文论述了印度风荷载规范IS:875(part 3)-1987与中国<建筑结构荷载规范GB 50009-2001>风荷载计算的差异,为以后工程设计提供参考.     

基于风洞试验的围护结构抗风设计研究

为了研究10min时距和3s时距下通过风洞试验进行围护结构抗风设计的差别,对中国的《建筑结构荷载规范》（GB50009--2001）和美国的《Minimum design loads for buildings and other structures》（ASCE7—02）中关于风荷载的规定进行了对比分析．在此基础上,结合一个工程实例,给出了通过风洞试验方法进行围护结构设计的过程,并对根据两国规范算得的围护结构设计风压进行了对比．经过比较可以看出,对于该工程根据中美规范计算得到的围护结构设计风压接近．由此得出了虽然中美通过风洞试验进行围护结构抗风设计的计算方法有所差别,但结果基本一致的结论．     

爆炸荷载作用下RC单向简支板的优化设计

目前,对爆炸荷载作用下的钢筋混凝土(RC)结构和构件的设计主要采用控制其动力响应最大位移的方法,例如TM-5和ASCE的试算法,类似于静力作用下的极限状态设计法,虽然过程简单,却无法获得最优化的设计.由RC板的抗力-挠度(R-y)曲线分析可知,曲线下方面积代表板在爆炸荷载作用下可能吸收的能量,直接体现RC板抵抗爆炸荷载的能力.采用TM-5和ASCE推荐的单自由度体系简化RC简支单向板,选用双折线模型计算RC板的R-y曲线,分析不同配筋率的R-y曲线下方面积,面积最大时的配筋率即为该设计的最佳配筋率,改变板的几何尺寸,按上述方法分别得出不同设计方案的最佳配筋率.爆炸荷载作用下必须考虑应变率对混凝土和钢筋的应力影响和材料非线性,不能直接应用静力计算中的矩形等效原则简化计算,研究采用分层法迭代求解R-y双折线的特征值.研究成果和分析方法对爆炸荷载作用下的RC板的结构设计和加固设计具有较高的指导价值.     

超强台风山竹近地风场特性实测

基于356 m高的深圳气象梯度塔（SZGMT）的实测风速时程数据，分析了超强台风山竹侵袭过程风场特性的竖向分布规律。结果表明，SZGMT上游地面的平均风速剖面指数为0.238，略高于建筑结构荷载规范（GB50009-2012）的C类地貌的指数值；纵向湍流强度接近GB50009-2012 D类地貌的建议值，三向湍流强度比值较我国公路桥梁抗风设计指南的建议值小，并随高度的增加而增大；阵风因子和湍流强度呈高度线性相关，各向峰值因子的拟合结果接近2.5；纵向湍流积分尺度略大于日本规范AIJ 2004和美国规范ASCE7-2010的建议值；实测纵向风速谱和Von Karman谱具有较好的一致性。     

基于一致风险谱的某核电安全壳地震风险分析

目的 研究基于一致风险谱的我国核电安全壳地震风险分析方法,为我国核电厂结构基于一致风险抗震设计方法修订提供参考。方法 通过推导地震风险解析模型,总结美国土木工程学会《核设施中结构、系统和部件的抗震设计准则》(ASCE/SEI 43)中一致风险谱生成理论和方法,生成场地一致危险谱和一致风险谱;采用安全系数法,生成算例厂址核电安全壳模型易损性曲线;采用解析风险函数,得到算例结构地震风险。结果 基于平动第一周期的风险大于基于平动第二周期的风险;平均值地震风险大于50%置信度地震风险,小于95%置信度地震风险,表明平均值地震风险结果与小于具有95%置信度地震风险相当;如果以95%为要求标准的风险进行鉴别筛选,平均值地震风险结果偏于不保守;对于核岛等抗震设计分组为5(SDC 5)的结构、系统和部件,两版ASCE/SEI 43规范给出的一致风险谱大多数情况下相同;一致风险谱地震作用下,我国安全壳风险水平远低于ASCE 43规范目标风险。结论 我国核电安全壳设计安全裕量较大,面临地震风险远小于ASCE 43规范中的目标风险。     

开孔建筑内压风洞试验及其与国内外规范对比

通过风洞试验研究开孔建筑孔口周边外压与内压的相关性以及湍流强度、风向角和开孔率对内压的影响，并将风洞试验结果与国内外现行风荷载规范进行对比，分析各国规范的优势和不足。研究表明，开孔结构内压与孔口周边外压在时程上具有高度的同步性，但是斜风向角时在功率谱上存在很大的差异，内压均值响应随湍流度和开孔率的增大而增大。我国规范和美国ASCE7-16均较大低估了内压系数的大小，而澳大利亚/新西兰AS/NZS 1170.2：2011对内压系数的取值与风洞试验结果吻合较好。     

超高层建筑施工脚手架连墙件风载作用分析

目的研究风荷载对扣件式钢管脚手架连墙件的影响参数和计算方法,为超高层建筑施工脚手架连墙件合理设计提供参考.方法按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)的规定,结合工程实例,对超高层建筑施工脚手架风压标准值,风压随建筑物高度变化系数,风振系数等进行计算分析,选取合理的计算参数.结果得出实用、合理的风载作用体型系数计算中的挡风系数计算方法及实用的高度变化系数,给出风振系数的算法及单个连墙件水平风压标准值.结论超高层建筑施工脚手架连墙件合理设计的风振作用应根据施工情况具体分析,在依据《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)基础上增加风振系数.     

弹性地基上复合路面的受力分析

为探讨水泥混凝土路面上覆沥青层复合结构(PCC-AC)的设计计算方法,通过建立层状弹性地基上多层复合路面的统一计算模型,采用弹性地基上的多层薄板理论,得出了分离式路面和结合式路面的求解方法.并应用该方法对圆形均布荷载作用下双层地基上的沥青-混凝土复合路面进行了分析,其混凝土板底弯沉值及应力值与ANSYS有限元分析结果及规范方法吻合较好,表明用该方法计算PCC-AC结构水泥混凝土板荷载应力具有足够精度.     

不同超重规定下重车荷载特性及效应计算

为获取超重车荷载构成特性以及重车并行过桥产生的荷载效应,收集了美国加州历时3a实测WIM数据,根据美国联邦政府和加州交通厅超重规定,将超重车分为3类,对比分析了3类超重车辆分布及荷载构成特点.根据随机过程理论建立了多车道车辆并行荷载效应计算模型,分别计算了第Ⅱ类超重车和加州超重车最大荷载效应,结果表明两类超重车起控制作用的荷载相同;与中美规范对比显示,由超重车引起的最不利弯矩和剪力分别为美国规范值和我国规范值的1.5倍,因此在桥梁设计和评估工作中,应充分考虑重车过桥对桥梁结构的影响.     

开敞式TBM的地质适应性及相关选型计算

根据开敞式TBM在我国的适用情况,论述了开敞式TBM的技术特点和地质适应范围,分析了开敞式TBM的优缺点,介绍了开敞式TBM选型时的相关计算。     

中、美规范平面纯框架二阶分析方法的对比

钢框架的结构分析是钢结构设计中的基本问题,对于该类结构的分析应该考虑二阶效应的影响.目前,已有许多国家把二阶效应纳入了钢结构的设计规范.中国<钢结构设计规范>(GB 50017-2003)与美国钢结构规范在平面纯框架结构的二阶分析计算上存在着一定的差异,对两者的计算分析方法和具体系数进行分析比较.     

双向水平地震下时程分析法中输入波的选择

借鉴美国规范ASCE/SEI7-05和FEMA368关于三维分析的选波思路,并与我国二维分析中的双频段法相结合,提出了根据地震波两水平分量反应谱的SRSS谱与目标设计反应谱进行拟合的SRSS法和双周期法.以3个空间框架为例,分别以多遇地震下的最大弹性基底剪力、罕遇地震下的最大弹塑性顶点位移和最大弹塑性层间位移角为结构响应指标,对比分析了双频段法、SRSS法和双周期法对双向水平地震波的选择控制效果.结果表明,双周期法得到的最大弹性基底剪力离散性最小,SRSS法和双周期法得到的最大弹塑性顶点位移和最大弹塑性层间位移角的离散性均小于双频段法,双周期法具有对几种地震响应指标更全面、更好的控制效果.