Q345十字插板X型钢管节点受压承载力特性研究

介绍了钢管塔结构的横担—主材连接方式,开展了Q345十字插板X型钢管节点受压承载力试验研究;研究了节点的承载力—变形特点、破坏模式,探讨了节点的承载力计算理论,试验研究表明支管受压时十字插板钢管节点发生受压局部屈曲破坏,节点承载力计算值与实验值比较表明日本钢管塔结构的十字插板节点承载力计算理论可以应用于节点的承载力计算,且具有良好的精度。     

T形钢管混凝土插板连接节点受弯性能研究

采用精细化有限元分析方法对T形钢管混凝土插拔连接节点的平面内受弯性能进行了研究。首先通过与试验结果进行对比,验证了精细化有限元模型的正确性和准确性。在此基础上研究了主管壁厚、支管壁厚、主管形式和混凝土强度对节点破坏模式和承载力的影响。结果表明,钢管混凝土插板连接节点的破坏模式和钢管插板连接节点不同,为主管冲剪破坏和支管屈服破坏,其受弯承载力比钢管插板连接节点要高很多,国内外设计规范中关于钢管插板连接节点的受弯承载力计算公式不适用于钢管混凝土插板连接节点。最后给出了基于力学模型的主管冲剪破坏模式下钢管混凝土插板连接节点受弯承载力计算公式,以期为此类节点的工程应用提供参考。     

钢管十字插板连接承载力试验研究及有限元分析

为了研究广东某新建220 kV输电钢管塔交叉斜材连接所采用的十字插板连接形式的受力性能,选用连接处8组足尺连接节点进行承载力试验,连接件形式分别采用普通条形板、角钢、弯折板;结合试验结果,运用ANSYS软件对试件进行非线性有限元分析及参数分析,给出了连接件面积与钢管面积比值、钢管开槽长度与钢管管径比值的临界解。结果表明:该输电塔交叉斜材钢管管径配合下的十字插板连接安全可靠但不够经济,在轴压作用下采用近似等面积的角钢和弯折板连接件形式对节点承载力无影响;连接件面积与钢管面积比值大于临界解时,钢管发生弹塑性失稳破坏,小于临界解时,十字插板连接位置发生破坏。     

拉力作用下圆钢管新型内置刚性连接节点试验研究

在钢管结构实际工程中,由于型材定尺生产、加工下料、运输等原因,大量杆件本身需要相互连接.本文研究的内置刚性连接方式,由十字连接板、垫板和高强度螺栓组成,钢管和十字插板采用角焊缝连接,十字插板之间采用摩擦型高强度螺栓连接.对轴力作用下节点受力性能进行了6个试件的轴心受拉试验.研究结果表明,通过螺栓连接和钢管的等强设计可有效传递轴力,十字插板长度在一定范围内增加可有效增加节点承载力,但由于连接处存在截面突变,容易引起应力集中和应力分布不均匀现象,在设计时应该考虑由此引起的剪切滞后效应.     

大跨越输电塔足尺单插板钢管连接强度的试验研究

单插板连接是钢管输电杆塔结构的主要连接节点形式之一,具有安装方便、制作简单等优点,节点焊缝和单插板的设置方法是影响连接强度的主要因素之一.本文针对某大跨越输电塔结构的主要连接形式,制作了4个足尺单插板钢管连接节点,并进行了相应连接节点的强度试验研究,考察了单插板连接的承载力～变形特性、失效及破坏模式,以及加栽过程中连接典型部位的应变发展情况.试验表明在轴压力作用下,单插板下侧的钢管应变发展较快,发生了局部外鼓的屈曲失稳;同时,在临近加载结束时单插板发生面外受压失稳.此外,对单插板连接节点的承载力计算方法进行了分析比较,验证了连接焊缝计算节点的连接强度基本能够反应节点强度的特点.     

X型矩形管斜插板节点轴压性能试验研究

对X型矩形管斜插板节点在插板轴压力作用下的极限承载性能进行单调加载的试验研究。实施10个不同插板的厚度和插板平面与矩形管轴线之间夹角的节点轴压性能试验。介绍节点试验方案,描述X型矩形管斜插板节点在插板轴压力作用下的破坏模式,给出荷载-端位移曲线以及节点区域应变强度分布曲线,并将插板相对厚度(插板与矩形管厚度比值)τ、插板平面与管轴线之间夹角θ对节点轴向极限承载力和延性的影响进行讨论。试验研究结果表明:随着夹角θ的增大,节点轴压极限承载力呈增大趋势;θ为0°时,τ值对节点轴压极限承载力的影响很小;其余夹角θ节点试件极限承载力随着插板厚度的增大而增大;节点应变强度最大均发生在插板与矩形管连接的焊缝端部区域。最大应变强度在此区域的分布不同,则节点的破坏模式不同;IIW规范计算公式中未考虑τ值的影响,而试验中τ值对节点极限承载力有很大的影响,所以规范还有待完善,需要进行深入的有限元参数分析。     

输电塔钢管-插板连接节点板承载力研究

输电工程中输电塔架节点通常采用节点板连接的方式,其受力情况非常复杂。通过对5组输电塔架典型节点的足尺试验和有限元分析,考察节点板的受力性能和破坏模式,并利用多参数有限元分析不同破坏模式下宽厚比、无支长度以及节点板构造等主要参数对节点板承载力的影响,提出有(无)加强环板的节点板承载力计算方法,并与试验和有限元所得的结果进行比较。结果表明:基于插板连接的节点板建议计算方法合理有效,具有较好的适用性。     

不同十字节点承载力特性试验研究和理论分析

针对钢管塔结构的主管—横担连接方式,对不同加劲板十字节点进行了试验研究,并探讨了环向加劲板对十字节点承载力特性和变形性能的影响因素。在此基础上提出了该类节点的计算方法,可供实际工程使用。     

钢管塔架K型加肋节点的承载力分析

通过试验对1/4加肋K型钢管插板连接节点的极限承载力进行了研究,同时借助有限元分析了主管壁厚,环板宽度和厚度以及不同加肋方式对节点极限承载力的影响。在此基础上根据试验和有限元结果以及节点的破坏模式提出了适用于估算此类节点极限承载力的极限分析模型和建议公式。结果表明:加肋K型钢管插板连接节点的承载力受主管壁厚和环板宽度和厚度的影响较大,且分主管控制和环板控制2种情况来讨论。采用的四铰破坏机理和五铰破坏机理极限分析模型能较好的反映此类节点的受力性能。     

基于钢管控制的插板连接节点受弯性能研究

结合试验研究和理论分析对钢管插板节点受弯性能做了初步探索,以1/4(1/2)环形加强板节点为基础,根据钢管能量理论和虚功原理,推导出基于钢管控制的插板连接节点受弯极限承载力公式,并与日本《输电线路钢管塔制作基准》作了对比分析。结果表明:该理论分析模型的适用性较好,对工程设计有一定的理论意义和适用价值。     

建筑工程设计会审软件的研究

对建筑工程设计中的会审工作做了较全面的论述,叙述了用计算机实现自动会审的必要性和重要性,介绍了实现过程中遇到的问题和难点,提出了相应的解决方法.     

桩筏基础设计方案优化若干问题

从优化设计的角度出发,探讨了桩筏基础的设计思路、布桩方式、桩土共同作用等一系列问题,得到了一些有益的结论.还提出了一些对设计进行优化的思路和具体方法供读者参考.     

协同设计在建筑设计中的应用研究

针对建筑设计领域采用协同设计出现的问题,进行了深入分析,将设计实践与协同设计理论紧密结合。通过理论分析和实践探索,提出了建筑设计领域正确使用协同设计概念的方法。同时指出,协同设计对建筑设计进步存在巨大的潜在推动力,是未来的发展方向。     

斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(I):系统设计

结构智能健康监测愈来愈成为重大工程结构健康与安全的重要保障技术,也愈来愈成为重大工程结构损伤积累乃至灾害演变规律的重要研究手段。斜拉桥健康监测系统是由传感器子系统、数据采集与传输子系统、结构分析子系统和数据管理子系统组成的,不同系统的谐调运行需要通过系统集成技术来实现。首先从监测内容、等级和功能等方面研究健康监测系统的总体设计原则;然后,分局部监测变量和整体监测变量研究传感器的最优测点确定方法和原则,提出传感器的选型原则;提出数据采集系统的总线设计方法和方案,研究数据采集系统硬件和软件设计方法;提出数据传输系统的设计原则和方法;给出斜拉桥基于构件和基于结构体系的安全评定设计方法;提出斜拉桥施工监控、成桥试验、运营健康监测和养护管理四位一体系统的共享设计原则;提出系统集成技术的软件设计方法。     

预应力混凝土路面设计准则研究

对混凝土路面施加预应力,可显著提高其承载能力和抗变形能力,减小板的厚度和开裂的可能性,提高混凝土路面的耐久性。预应力改变了路面板的结构形式,抵抗更大的冲击、振动和超载。基于三种不同设计理念——弹性设计准则、疲劳设计准则和开裂恢复设计准则,提出了预应力混凝土路面的早期、使用阶段及开裂后计算预应力公式和设计步骤。附一个设计实例。     

大跨径钢桥面铺装体系多目标优化设计

将大跨径钢桥的正交异性钢桥面和其上的铺装层作为钢桥面铺装体系整体进行多目标优化设计。取大跨径钢桥面铺装体系造价及铺装层表面极限应力最小化两类指标构造目标函数,在此基础上建立多目标优化设计的数学模型。采用评价函数中的线性加权和法进行求解,开发了钢桥面铺装体系结构多目标优化设计程序,以国内某大跨径钢桥为对象,采用多目标优化设计方法,给出钢桥面铺装体系中各参数的合理界限。应用国际通用有限元软件SPA93程序对其进行验证,结果表明,应用多目标优化设计方法对大跨径钢桥面铺装体系设计是可行的。研究成果可为大跨径钢桥面铺装体系结构的设计提供理论依据。     

Design of steel plate shear walls considering inelastic drift demand

The unstiffened steel plate shear wall (SPSW) system has emerged as a promising lateral load resisting system in recent years. However, seismic code provisions for these systems are still based on elastic force-based design methodologies. Considering the ever-increasing demands of efficient and reliable design procedures, a shift towards performance-based seismic design (PBSD) procedure is proposed in this work. The proposed PBSD procedure for SPSW systems is based on a target inelastic drift and pre-selected yield mechanism. This design procedure is simple, yet it aims at an advanced design criterion. The proposed procedure is tested on a four-story test building with different steel panel aspect ratios for different target drifts under selected strong motion scenarios. The designs are checked under the selected ground motion scenarios through nonlinear response-history analyses. The actual inelastic drift demands are found to be close to the selected target drifts. In addition, the displacement profiles at peak responses are also compared with the selected yield mechanism. Future modifications required for this design procedure for different SPSW configurations are identified based on these test cases.     

Practical valuations on the effect of two type uncertainties for optimum design of cable-stayed bridges

A procedure for the optimum structural design of cable-stayed bridges is proposed based on minimum expected life-cycle cost (LCC); the procedure is illustrated with the optimum design of a cable-stayed bridge subjected to static and earthquake loads. Reliability analysis of the bridge is performed taking into account the two types of uncertainty in the capacity and loads. The capacity of the bridge is assumed to be determined by its critical members; this is tantamount to the assumption that the capacities and load effects of the structural members are highly correlated. Various designs of a cable-stayed bridge are considered; namely, a standard design, plus several that are weaker as well as several that are stronger than the standard design. For the different alternative designs, the member sections are decreased or increased relative to those of the standard design. The LCC of a particular design is formulated assuming that the cost components (including the maintenance and social costs) are respectively fractions of the initial cost. Reliability of a design associated with the aleatory uncertainties is assessed for each design, and the corresponding expected LCC and safety index are evaluated. The results of the various designs provide the information, safety index vs expected LCC, for determining the design with the minimum expected LCC which can be presented graphically. Because of the epistemic type of uncertainty, the LCC as well as the safety index of the optimum design are random variables; the respective histograms are also generated, from which the various percentile values can be obtained. Especially, the 75% and 90% values of the LCC may be specified to minimize the chance of underestimating the actual LCC of the optimum design; similarly the 75% and 90% values of the safety index may be specified for a conservative design of the cable-stayed bridge.     

钢结构设计制图深度及表示方法

钢结构设计制图阶段的划分长期以来国家没有明确规定,参照国际通用做法和国内以往习惯,把钢结构设计制图分为钢结构设计施工图(简称设计图)和钢结构施工详图两阶段。设计图的深度和表示方法通过设计图样表达,图样包括设计总说明、结构布置图、节点图、构件图。钢结构施工详图内容包括根据钢结构设计规范的构造设计要求对节点构造进行补充设计和钢结构施工详图的设计总说明、锚栓布置图、结构布置图、安装节点图和构件详图。施工详图的深度和表示方法通过上述图样表达。     

基于与围岩相互作用的冻结壁弹性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于 10 时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模型;推导出了其弹性解析解;分析了冻结壁与围岩的应力和位移变化规律;讨论了冻结壁厚度的设计方法;基于 Tresca 强度条件和 Mises 强度条件,分别建立了新的冻结壁厚度弹性设计公式。分析比较表明,新公式较传统的冻结壁厚度弹性设计公式更合理,更节省。