多层大跨度钢结构连廊整体提升施工数值模拟及现场监测

文章以成都天府新区的中电建金属结构研发中心项目为工程背景,对采用液压整体提升的钢结构连廊整体提升过程进行模拟分析,并对整个从提升到装修完成过程进行拱度监测。利用有限元软件MIDAS GEN对提升过程的同步状态和不同步状态分别计算,通过分析得出结构在提升过程的变形、应力比。结果表明,在整体提升过程中,钢结构连廊的构件满足强度和刚度的要求,保证了整体提升过程的安全性和稳定性。拱度的监测结果表明,钢连廊整体提升过程是安全的;在装修完成后,其使用性能满足要求。     

BISAR软件在城镇道路沥青路面设计中的应用

按新版CJJ 169—2012《城镇道路路面设计规范》要求,在一般路段的路面结构设计中,可采用BISAR软件完成相关设计指标的力学计算,依据计算结果对路面结构的合理性进行验证。重点描述应用BISAR软件进行路面结构计算过程,荷载参数、路面结构参数、计算点位等条件的输入及计算报告的输出。路面结构的力学计算是路面设计的关键一步,是选择合理路面结构的前提,BISAR软件可很好完成这一环节。     

张拉整体高耸结构的补偿张拉方案设计

针对张拉整体高耸结构这一新型结构形式,在其它张拉结构研究的基础上,基于温度补偿法和非线性有限元找形方法,提出了在初次张拉的基础上进行补偿张拉的设计流程与数值计算方法,使用VBA语言编写了相关程序。该方法能够为张拉整体高耸结构找到可行的补偿张拉方案,确定每一补偿张拉施工步的目标索力。该方法用于施工过程设计时,结合灵敏度分析的结果,提出了关键索控制思想,提高了索力控制精度;用于建成结构误差修正时,同时编写了有限元模型拟合程序,便于补偿张拉程序的实施。算例表明,对于以上两种情况,在补偿张拉完成后,所有索力误差能够控制在可接受的范围内。     

浅谈钢管混凝土框架外包式柱脚设计

结合内蒙古乌兰察布市某窑尾框架,采用SATWE软件进行结构整体分析计算,读出柱底内力,并通过对外包式柱脚进行计算,无论是在施工过程中,还是施工完成后,都满足承载力要求。     

大跨度钢屋盖整体提升施工数值分析及控制研究

浙江永强机场新航站楼屋盖采用的是2层空间网架结构,其B区拟采用楼面原位拼装,然后利用液压系统对其进行整体提升的施工方案。由于施工过程中边界条件和施工荷载不断地变化,将结构分为11个施工步,采用通用有限元分析软件MIDAS对屋盖分施工步进行建模,考虑实际施工引起的几何非线性的叠加作用,计算表明,采用状态叠加法比一次成型模拟单吊点提升力相差不超过10%。同时,通过施加位移差的方法研究了不同步提升中单点不同步和多点不同步的情况,在计算的基础上提出了不同步的荷载组合,通过计算对结构构件中"危险"的构件进行替换,保证了实际施工的安全进行。     

高耸结构整体提升施工过程模拟分析

在类水塔高耸建筑中，由于其顶部外凸结构体积大，需设置多个吊点进行提升，而提升不同步问题成为影响高耸结构施工的主要因素。为了研究吊点提升不同步对高耸凸出结构应力和位移的影响，以北疆明珠塔旋转餐厅整体提升工程为背景，采用有限元软件对结构提升不同步进行模拟，得到钢绞线、旋转餐厅等关键部位的应力、位移变化规律，以此分析提升不同步对结构整体施工的影响，并进一步研究了不同步吊点位置、速度差、钢绞线截面面积等参数的影响程度，从而针对施工过程中的不利情况提出控制措施。分析结果表明：当结构吊点最大位移差增加到60 mm时，钢绞线最大应力增加了39.1%,对结构整体提升产生了较大影响，甚至可能造成严重破坏；吊点之间速度差及钢绞线截面面积均影响结构提升的不同步程度，进而影响结构内力；为避免类似意外发生，可通过数值模拟方法对提升过程进行不同步验算，并结合现场监测对施工过程进行动态控制，保障施工过程安全有序进行。     

大跨巨型钢连廊整体提升关键问题分析

结合北京万泉寺综合楼钢连廊整体提升施工,对大跨巨型钢连廊整体提升设计时,提升不同步分析、提升架设计、连廊二阶段受力等方面的关键问题进行了分析计算,指出只有提升点不共面的位形才会引起提升力的变化。对于与主体结构采用刚性连接的钢连廊,整体提升阶段与成形阶段边界约束不尽相同,需考虑施工过程对连廊承载力进行复核。     

节省内存的结构分析计算方法

针对高层建筑结构总刚度矩阵的特点,提出了对内部自由度刚度部分的分解与侧移自由度刚度部分的改造二步进行的计算方法,来完成对总刚中局部自由度的静力缩聚,建立结构侧移刚度阵以及完整求解。该方法在做Cholesky分解与回代时,采取了分块计算,有效地压缩了计算对基本内存容量的需求。该方法更新了适用于大型机的消元与改造一步完成的计算方法,发展了三对角块矩阵分块分解的技巧,使具有复杂平面布置的高层建筑结构设计计算能在微型机上完成。     

大跨重型钢桁架高空连廊结构整体提升安全性研究

本文以某大跨重型钢结构连廊为工程背景,对采用液压整体提升法进行钢结构连廊提升的安全性进行评估并对提升及安装过程进行施工监控。基于有限元模型的计算分析表明,在提升过程中应避免发生结构绕长轴方向发生整体旋转的情况,若在提升过程中发生部分吊点产生位移差(位移差小于等于20mm)和结构绕短轴方向产生整体旋转(角度小于等于10度)的情况,结构性能仍能满足安全提升的要求。通过提升过程中及提升就位后施工过程钢结构连廊挠度及应力的监控表明:钢结构连廊整体提升过程安全有效,在提升就位完成后,其使用性能符合设计要求。     

天水体育中心游泳馆钢网壳结构施工模拟分析与监测

天水体育中心游泳馆屋盖为钢网壳结构,采用分块吊装和局部顶升相结合的施工工序,整体网壳结构拼装完成之后进行整体卸载。为了研究在施工过程中钢网壳结构的力学性能变化情况以及保证结构在施工过程中的安全,利用MIDAS Gen对结构吊装及顶升过程进行数值模拟分析,并将计算结果作为后期卸载模拟的初始值,采用强制位移法对网壳整体结构的卸载过程进行模拟。根据模拟结果并结合施工方法制定合理的施工监测方案,在现场布设传感器对结构施工过程进行应力应变实时监测,最后将数值模拟结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明:模拟分析结果与现场实测数据分析结果总体变化趋势基本吻合,在卸载过程中吊装部分与顶升部分伴随千斤顶的回油,网壳结构的应力状态逐步从施工状态转变为设计使用状态,力学性能变化在合理的设计范围内。     

还原(分解)论科学思想对混凝土技术领域发展的影响

当今还原论在两种科学思想体系中已占据主导地位,它相信任何一种复杂的结构和现象都可被分解成许多要素,各要素彼此独立,不因外在影响而改变。通过对其基本要素的研究,可推知整体现象的性质。结合实例分析还原论科学思想在混凝土设计与配制中的影响及其局限性,反衬出整体论科学思想在混凝土这类建筑材料在复杂的工程实际中应用的必要性。     

某露天剧场看台预应力钢结构屋盖设计

预应力钢结构是应用于大跨度空间结构体系的重要结构形式,在国内外均具有十分广泛的应用前景。但该类建筑的结构形式往往较为复杂,各个结构之间的受力特点不尽相同,目前关于该结构的设计规范、技术规程等并不完善。通过对某露天剧场看台预应力钢结构屋盖设计过程的描述,详细介绍了预应力钢结构从结构选型、荷载计算到计算分析的全过程,为同类结构的设计提供有益参考。     

对横向不设置剪力墙的火电厂房设计内力抗震调整的讨论

火电厂主厂房通常仅在纵向设置剪力墙,而在进行0.2Q0调整时,设计程序是将所有与框架柱相连的梁内力都进行调整,因此夸大了横向梁截面的内力,造成不必要的保守。建议对于在纵向设置剪力墙的主厂房进行两次设计计算:先按框架剪力墙结构进行第一次设计,然后按框架结构进行第二次设计,横向框架梁截面以第二次设计结果为准,其余构件以第一次设计结果为准。     

空间管桁架结构体育馆施工全过程模拟分析与健康监测

利用有限元软件ABAQUS中的生死单元法模拟空间管桁架结构施工过程的吊装阶段,把模拟得出的杆件应力与节点位移结果作为模拟施工过程卸载阶段的初始条件。利用支座位移法对卸载阶段进行模拟,同时对比了3种卸载方法,并将分级分步卸载方法的模拟数据与健康监测数据进行对比,验证了模拟方法的可行性。结果表明:以吊装阶段结果为初始条件的卸载过程模拟可以找出临时支撑上部在施工过程中受往复荷载的杆件,施工中应增强这部分杆件的加固措施;分级分步卸载可以防止结构杆件应力与节点位移变化过快,避免整体结构由此产生设计中未考虑到的动力响应;模拟结果与实际健康监测数据较为吻合,分级分步卸载为最佳的卸载方案,在实际工程中更为适用。     

An approach to reliability-based optimization of redundant structures

This paper proposes an optimum design procedure for redundant structures with the constraints on the formation probabilities of structural failure modes. Although there exist numerous failure modes in a large-scale redundant structure, it is found that only a representative group consisting of some dominant failure modes needs to be considered in the optimization process. The proposed procedure introduces such dominant modes step by step from various design stages to keep the total number of the constraints at a minimum level. A branch-and-bound technique is used to identify dominant failure modes in a design state. Some analytical methods are discussed for the calculation of the formation probabilities of failure modes in the optimum design process. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed procedure.     

某变壁厚高大水池的设计与有限元分析

详细介绍了运用MIDAS/Gen软件,对变壁厚高大水池进行有限元分析的方法和实例.计算结果精确,完全满足工程设计的需要.变壁厚高大水池相比扶壁式等壁厚水池,结构设计更为合理.这种结构型式既满足工艺要求,又经济美观.本文的计算分析方法和结论可供设计人员参考.     

基坑工程设计、施工和监测中应关注的若干问题

由于岩土工程问题的复杂性和基坑工程问题的特殊性,基坑工程设计不可能如上部结构一样做到一步到位、一次完成,需根据基坑施工过程的工况变化和监测信息,实行动态设计和信息化施工。从土工参数取值、水土压力计算、支护结构计算模型、软土地基的流变性和施工过程的多工况性等方面,深入分析岩土工程的复杂性和基坑工程的特殊性,剖析几起典型基坑工程事故的共性原因,提出基坑工程设计、施工和监测中应予以关注的若干问题。     

深厚软土地区基坑稳定计算的探讨

在深厚软土地区用直剪固结不排水强度指标进行基坑抗隆起稳定验算时,应取土体充分固结后所取得的强度指标。对深厚软土层合理分层,提出随深度变化的分层强度指标,为后期基坑支护设计提供更为合理的参数,以保证其设计更为经济合理。当地方经验较丰富时,可适当考虑对稳定计算有利因素,从而更合理地进行围护结构设计。     

连续组合桥的有限元模拟

以某长江大桥连续组合梁桥为背景,介绍载荷步、单元生死和子模型技术在连续组合梁桥的受力特性分析中的应用。计算结果表明,该方法可以精确分析施工过程中主梁各构件的受力行为,适用于组合结构桥梁的设计及施工方案的选择。     

中日建筑抗震规范抗震设计比较

从宏观层面比较了中日建筑抗震规范的发展以及抗震设计和抗震计算方法。两国的抗震设计思路类似,都是采用两阶段的设计,但总体而言,日本的抗震设防标准要高于中国,而且第二阶段的设计易于实现和检查。同时日本的抗震设计方法比较多样化,它是第一个将基于能量的抗震方法写入规范的国家。通过本文的比较与分析,希望对中国的抗震规范编制和抗震设计有一定的借鉴作用。