钢桁架-混凝土板组合屋盖结构静力特性研究

详细介绍了一跨度为44m立体钢桁架-混凝土板组合楼盖的结构形式。采用基于壳单元和杆单元的有限元模型对组合空间桁架结构与普通钢桁架结构进行理论分析,对比得到了组合空间桁架结构的位移、轴力及混凝土板应力。介绍了组合空间桁架各杆件及上弦节点设计。研究表明。组合空间桁架上层混凝土板受压,应力分布比较均匀,可以充分发挥材料的强度,有效地节省材料;上弦杆轴力较普通钢桁架小的多;下弦杆轴力分布由支座向跨中逐渐增大;腹杆轴力分布由支座向跨中逐渐减小。     

采用PBL连接件的组合桁架节点受力性能

外接式钢-混凝土组合端节点是组合桁架结构受力的关键部位。通过对3个采用PBL连接件的外接式钢-混凝土组合桁架节点的单调静力试验,研究节点的极限承载力、失效模式和破坏机理。应用有限元软件ANSYS对试件进行全过程数值模拟分析。试验结果显示:节点的失效模式有混凝土开裂破坏、外露节点板局部屈曲、受拉腹杆处螺栓滑移及钢-混凝土连接部位应力集中。计算结果与试验结果吻合良好,PBL连接件具有较好的抗剪能力。通过增加节点板厚可有效提高节点承载能力。计算及试验结果可为该节点在工程实践中的应用提供理论依据和试验参考。     

420m跨径SRC -钢腹杆组合箱拱桥试设计研究

提出由型钢混凝土(SRC)顶底板和钢腹杆组成的新型组合拱结构(简称SRC -钢腹杆组合箱拱),可减轻结构自重和利用劲性骨架法施工,同时解决了混凝土拱桥向大跨径发展所遇到的自重大、施工难的两个瓶颈问题.以万县长江大桥为原型,进行420 m跨径SRC -钢腹杆组合箱拱桥的试设计,其承载能力极限状态与施工阶段的受力计算结果表...     

钢—混凝土组合桁架静力性能研究分析

钢-混凝土组合桁架具有经济性能好、承载能力高、抗弯刚度大等优点。在大量查阅关于钢-混凝土组合桁架梁、节点研究文献的基础上,回顾了钢-混凝土组合结构在国内外的历史发展和取得的成就,阐述了组合结构的含义,列举了一些钢—混凝土组合桁架力学研究实例,总结了钢-混凝土组合结构的特点、静力研究的常用方法、试验和理论分析中存在的主要问题和注意事项,并对钢-混凝土组合桁架结构的发展前景做出一定分析和判断。     

某18m非标准跨钢托架承载性能试验及有限元分析

非标准跨度钢托架在现行规范、图集中无直接设计,当前设计是基于标准跨钢托架把桁架节点均简化为铰节点计算,其各阶段安全性有待验证。对某18m非标准跨平行弦钢托架,通过室内试验和有限元软件对施工和使用阶段两种不同受力状态下的结构承载性能进行了分析。结果表明：施工和使用阶段桁架部分杆件受力状态不同,须验算结构施工安全性;桁架上下弦杆及斜腹杆为非轴心受力构件,节点约束对斜腹杆的影响范围为1～2倍约束长度。铰接理论适合非标准跨钢托架结构设计。     

预制钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能研究

将型钢桁架代替普通钢筋配置在钢筋混凝土剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙,该剪力墙便于预制和安装,适合用于装配式建筑。采用ABAQUS有限元分析建立了钢骨混凝土剪力墙的抗震分析模型,利用试验数据进行了验证。进而使用该模型研究了钢桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能,对5个不同设计参数的钢桁架混凝土剪力墙进行了往复加载模拟,研究轴压比和型钢含钢率对其滞回性能、变形能力、刚度退化以及耗能能力的影响。结果表明:轴压比增大对于钢桁架混凝土组合剪力墙的变形能力和耗能能力均不利;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对剪力墙耗能能力的提高明显,对承载能力提高较小。     

考虑节点刚域影响的钢-混组合桁架梁桥行车动力响应分析

为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.     

分离耳板式组合桁架节点模型试验研究

以佛山西站至广州南站钢桁-槽型梁组合桁架桥下弦节点为原型,设计制作了2个缩尺比例为1∶3的分离耳板式组合节点模型,通过单调水平静力加载试验及非线性有限元模拟分析,研究了分离耳板式组合桁架节点的破坏特征、力学行为和极限承载力﹒研究结果表明:混凝土斜向开裂与腹杆屈曲或发生过大的轴向变形为该类节点的典型破坏特征;节点钢混结合段的破坏特征为节点板外露部分和贯穿钢筋整体屈服﹒两节点试件的极限荷载分别是设计值的3.87倍和6.88倍,安全储备高﹒通过模型分析,提出的贯穿钢筋不等直径设计及节点板局部加厚的设计方案,能有效改善节点区域的受力性能,保证"强节点"的设计原则﹒     

H型钢钢结构支座节点施工中一些问题的分析及防治

通过工程实践及调查,指出了目前钢-混凝土组合结构H型钢钢结构支座节点施工中存在的问题,分析了在节点设计、材料、施工等方面产生问题的原因,并针对H型钢钢架梁支座、柱脚等节点存在的问题,提出了设计和材料、施工管理等方面的对策和建议。     

钢腹杆—混凝土组合箱梁桥试设计

以主跨130m的深圳南山大桥为结构原型,进行了钢腹杆混凝土组合箱梁桥的试设计,并采用有限元方法进行了结构计算分析。结果表明,试设计桥梁满足设计要求且较混凝土梁桥减小主梁自重约10%～25%。初步研究表明,钢腹杆混凝土组合箱梁,通过减轻自重,减小了主梁内力,有利于悬臂施工,是一种具有应用前景的新型组合梁结构。钢腹杆混凝土组合箱梁截面刚度较小,设计中要引起注意。     

H型钢钢结构支座节点施工中一些问题的分析及防治

通过工程实践及调查,指出了目前钢-混凝土组合结构H型钢钢结构支座节点施工中存在的问题,分析了在节点设计、材料、施工等方面产生问题的原因,并针对H型钢钢架梁支座、柱脚等节点存在的问题,提出了设计和材料、施工管理等方面的对策和建议.     

交错桁架-柱装配式节点滞回性能试验研究

针对交错钢桁架与柱子装配式连接的工程应用和抗震设计需要,设计了三个不同连接构造的节点,试验研究了由上弦杆、斜腹杆和柱子组成的受轴力循环作用的桁架节点滞回性能,试验表明斜腹杆与节点板的焊接部位是薄弱环节,容易开裂破坏。在以上节点的斜腹杆破坏失效后,选择了其中两个节点,继续试验研究了由弦杆和柱子组成的受弯矩循环作用的框架节点滞回性能。分析了这些节点在斜腹杆失效前后的破坏特征、承载力、延性、耗能能力等性能以及不同连接构造细节对这些性能的影响。研究表明受循环轴力的桁架节点具有较高的承载力和初始刚度,但延性、耗能能力一般,弦杆与柱的连接构造形式对节点性能影响不显著;受循环弯矩的框架节点仍具有较高的抗弯承载力和耗能能力,但是弦杆与柱的连接构造形式对节点性能有较大的影响。为了抵抗地震作用,建议交错钢桁架的H形截面弦杆的上下翼缘应与柱子可靠连接,来确保斜腹杆破坏退出工作后弦杆通过抗弯方式传力到柱子,实现强节点的功效。     

矩形钢管混凝土大跨度带悬挑桁架的试验研究

矩形钢管混凝土桁架能充分发挥钢管混凝土的受力性能,是适用于大跨度结构的结构形式。本文通过对2个大尺寸的大跨带悬挑矩形钢管混凝土桁架和矩形钢管桁架模型对比试验,考察了该桁架结构的破坏形态、变形特点和承载性能。试验结果表明,填充混凝土的钢管混凝土桁架试件的刚度提高、变形减小,极限承载力也有所提高,填充混凝土可以有效防止受压钢管壁的局部屈曲,试件破坏受材料的强度控制;采用直接焊接节点连接的钢管桁架和钢管混凝土桁架中腹杆和弦杆在节点处的杆端弯距较大,其对节点承载力的影响不可忽略,在设计中应加以考虑。     

钢屋架桅杆吊装法施工技术研究

钢结构往往有多种可供选择的施工方法,每一种施工方法都有其自身的特点和不同的适用范围。文章针对某体育中心篮球馆梭形钢桁架结构的施工特点,介绍了工程中钢桁架拼装,龙门桅杆制作,以及吊装过程中的关键技术,在场地狭小的客观条件下为钢桁架安装提供一项成功经验。     

外接式钢-混凝土组合节点非线性分析

钢‐混凝土组合桁架桥作为一种有着广阔应用前景的新型结构，组合节点的受力性能对全桥的设计至关重要。该文以工程实践为背景，对外接式钢‐混凝土组合节点进行非线性分析，研究组合节点的承载力、刚度以及破坏形式等受力特性。分析表明：该类型钢‐混凝土组合节点具有承载力高、刚度大、受力明确以及协调变形能力强等特点，满足工程设计要求，分析结果对确定钢‐混凝土组合节点的构造和结构设计均有一定的指导意义。     

大跨重载钢结构梁柱销轴节点承载性能试验研究

某多层工业厂房为钢框架结构,二层大跨度楼面钢桁架与钢柱连接采用销轴节点.钢桁架上下弦杆及腹杆均采用H型钢截面,弦杆及腹杆通过特定构造形式的节点域采用销轴与柱伸出的耳板连接.为满足工程设计要求,需要确定其承载性能.根据设计要求和有限元分析结果,对该连接节点设计了4组试件进行试验研究,结果表明销轴节点在设计荷载下处于弹性阶段,破坏阶段仍具有良好的延性,承载性能满足设计要求,可为类似工程参考.     

大跨度钢结构转换层综合施工技术研究

郑州国际会展中心会议厅四、五层转换层钢结构工程主桁架跨度大,最长、最重的主桁架长46．55m,重106t,高4米,施工难度大。施工过程中,将桁架在拼装场地拼装完成后,利用滑移轨道运输到现场,综合利用液压提升和高空拼装方法进行安装,通过安装减震器来避免由来动荷载造成的震动。通过合理的施工组织和科学的技术运用,顺利完成了转换层大跨度钢结构的施工。     

大跨度钢桁架整体提升在天津滨海图书馆工程中的应用

近年来大跨度钢桁架结构广泛应用于大型公共建筑中,具有整体性好、外形美观等优点。与此同时,整体提升技术由于施工成本低、安装精度高等特点,为大型钢结构施工提供了一种新的思路。以天津滨海新区文化中心图书馆工程为例,介绍了大跨度钢桁架和整体提升施工技术的应用情况。针对大跨度钢桁架结构的设计与施工中的重难点进行了探讨和分析,对整体提升技术的思路和施工工序进行了总结。     

内藏桁架的混凝土组合低剪力墙试验

提出了内藏桁架(包括钢桁架、钢筋桁架及钢钢筋组合桁架)混凝土组合剪力墙,该新型组合剪力墙包含2种组合:不同受力体系,桁架与剪力墙的组合;不同材料,型钢与混凝土的组合,形成了双重组合剪力墙.进行了6个1/3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究,包括普通混凝土剪力墙、内藏钢框架混凝土剪力墙、内藏钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢框架钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢桁架混凝土剪力墙及内藏钢钢筋组合桁架混凝土剪力墙.在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、能耗及破坏特征.试验表明,内藏钢框架及内藏不同材料桁架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高.建立了内藏桁架混凝土剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.提出了该新型剪力墙抗震设计的建议.     

相邻腹杆刚度对桁架受压腹杆计算长度的影响

以经典的刚架弹性稳定理论以及相关研究成果为基础,推导了考虑节点刚度和相邻腹杆刚度对受压腹杆影响的杆件群稳定方程以及腹杆计算长度系数计算方程,给出了可供工程使用的桁架腹杆计算长度用表。和现有的腹杆计算长度系数计算方法相比较,本文建议的计算方法更具有一般性。计算分析结果表明,考虑计算节点处相邻腹杆刚度的约束作用后,桁架中间受压腹杆的计算长度有所减小;在大多数刚度比范围内,按本文方法计算的中间和端部受压腹杆的计算长度系数比现行规范的取值小。