某烟囱及吸收塔结构优化设计

电厂脱硫设施结构为大直径薄壁钢高耸结构,受力较为复杂,参照《烟囱设计规范》(GB50051-2013)中相关计算方法进行分析时,难以对烟囱的自振周期、横风向风振影响、局部开孔应力集中等设计要点计算准确,本文通过对某烟囱及吸收塔进行有限元分析,根据分析结果对原有设计进行安全性校核,并提出优化设计建议,对类似设计有一定的参考价值。     

基于ANSYS的钢管混凝土加固应力分析

大直径钢管混凝土的加固,存在着新旧混凝土结合,混凝土与钢管表面相结合共同受力的加固难题,通过有限元程序的辅助计算分析能够更好地揭示混凝土与钢管的相互作用。ANSYS中单元Solid65为型钢混凝土结构有限元数值模拟提供了基础,逐渐成为型钢混凝土结构理论研究和工程应用的常用工具软件。但是如何处理型钢和混凝土加载后的共同受力~([1])是一个有限元数值模拟的难点,如何准确的模拟二者的共同受力是有限元分析结果准确与否的关键。     

钢结构相贯管节点的加固设计与分析

钢管结构以其一系列独特的优越性能,不仅在海洋工程、桥梁工程、塔桅工程、起重机械工程中得到了大范围的应用,而且在工业及民用建筑工程中的应用也日益广泛.但在实际工程的设计过程中,设计人员往往只重视验算构件而忽视对节点强度的计算.本文针对某钢结构办公楼工程,根据现行设计规范对其桁架节点进行了全面的复核计算.对强度不满足要求的节点进行了加固设计,并通过有限元软件对节点的加固后强度进行了计算分析.最后总结了钢管结构初期设计以及加固设计过程中需要注意的问题并给出了相关建议.     

高耸异型钢筋混凝土烟囱结构分析

传统单一圆筒型烟囱具有外观及实用性上的缺点，然而异型烟囱结构的研究资料却甚少。鉴于此，本文运用大型有限元计算软件ANSYS对一高耸异型钢筋混凝土烟囱结构建模并进行受力情况分析，同时给出了受控截面的配筋方案；为该类烟囱的设计及施工提供理论依据。     

渡槽扣件式钢管支架有限元分析

以引洮供水一期工程总干渠4号渡槽为工程背景,采用MIDAS有限元分析软件对扣件式钢管支架进行了有限元分析。分析结果表明,渡槽支架构件均满足强度和稳定要求,并具有足够的安全储备,对同类结构的设计与计算工作具有一定理论指导作用。     

钢管混凝土格构柱稳定计算材料修正系数研究

应用ANSYS通用程序,对轴压钢管混凝土格构柱进行了有限元参数分析。计算结果表明：除钢材强度、混凝土强度等级以外,钢管混凝土柱肢的含钢率对稳定系数的影响也不可忽略,相同换算长细比的钢管混凝土格构柱,柱肢的含钢率越大,稳定系数越小。借鉴国内钢结构设计规程,在理论推导和工程实例数值分析基础上,给出了综合考虑钢材强度、混凝土强度等级、含钢率的钢管混凝土格构柱稳定计算的材料修正系数γ的计算式,并提供了实用表格以方便查用。算例分析结果表明,材料修正系数γ的计算值与有限元计算结果吻合良好。     

异形烟囱的整体计算方法研究

烟囱作为火力发电厂内的标识性构筑物,随着国内烟囱设计技术的发展及后工业化设计进程的加快,越来越多的新建烟囱开始采用非常规的圆形外形,但国内相关规程规范都没有对异形烟囱给出具体的计算及构造规定。依托实际工程,通过烟囱的整体有限元分析过程,对计算中模型建立、荷载添加、分析求解控制、结果提取等问题进行研究。     

T形方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力研究

通过理论计算和有限元模拟对T形方钢管混凝土组合异形柱的偏心受压承载力计算方法进行研究。设计9根不同长细比偏心力作用的T形组合柱,借鉴《矩形钢管混凝土结构技术规程（CECS159：2004）》压弯构件的计算方法,对设计构件进行理论计算,并应用ANSYS有限元软件对设计构件进行偏压承载力计算。分析结果表明：T形组合柱在偏心受压破坏时,为整体弯曲破坏;理论计算与有限元分析计算结果吻合较好;验证了采用理论计算方法计算方钢管混凝土组合异形柱偏压承载力的可行性。     

某风电设备研发中心特重型钢管混凝土结构试验厂房设计研究

结合某工程实例,针对重型钢管混凝土结构厂房总体结构选型、节点形式、控制指标等进行了分析研究。下柱采用独特的四肢钢管混凝土结构,运用SAP2000和PKPM/STPJ软件对主刚架及构件进行计算对比,并对肩梁、梁柱弧形加腋连接等复杂节点进行了有限元分析,给出与简化计算的差别,为类似工程积累了设计经验。     

大型薄壁钢管构件的轴压稳定分析

采用非线性有限元方法对大直径薄壁钢管构件在轴压荷载下的受力性能进行了综合分析,考虑多种因素对大直径薄壁钢管轴压稳定承载力的影响。通过分析及参照相关规范提出了大直径薄壁钢管构件轴压稳定承载力的建议计算公式。     

单简式钢筋混凝土烟囱的非线性屈曲分析

通过有限元方法对某工程实例中150m单筒式钢筋混凝土烟囱进行了内力、位移计算及非线性屈曲分析。同时,介绍了钢筋混凝土烟囱的屈曲形式及计算烟囱整体稳定下的临界荷载,得出了单筒式钢筋混凝土烟囱无需计算整体稳定的结论,加强了对烟囱设计规范的理解,为单筒式钢筋混凝土烟囱的设计提供参考。     

钢烟囱筒壁局部屈曲临界应力计算方法的分析与评估

国家标准《烟囱设计规范》GB50051-2002首次纳入了钢烟囱设计内容,对钢烟囱稳定计算也作出了相应的规定,但在非弹性屈曲情况下,其规定内容还不够完善。现将国内外关于圆柱壳局部屈曲计算规定进行归纳、分析和比较,并对各种计算方法进行评估,以确定钢烟囱局部稳定计算的依据。     

Stability analysis of large diameter thin-walled tube beam-columns

Based on a blind spot in the current design standard of steel structures, the large diameter thin-walled tube beam-columns are analyzed using nonlinear finite element method in this paper. The influence of several factors on stability capacity of the large diameter thin-walled tube beam-columns is taken into account. Thus, according to the correlative design standard of steel structures, and on the basis of the numerical analytical results by the finite element methods, the calculation formulas of the stability bearing capacity are presented for beam-column members of the large diameter thin-walled tubes. Three tests of thin-walled steel tube beam-columns were reported. Test results for deformations and ultimate strength are found to be in a good agreement with the corresponding values predicted by the calculation formulas, and the proposed methods can be used in design practice.     

大庆监测塔塔筒结构设计中的特殊问题

因建筑对造型的需要,大直径塔筒在工程设计中的应用日益广泛,而多个大直径塔筒相互连接出现在同一座塔中,更是较少见。大直径塔筒在设计上与常见的构架式塔架不同,如何确保相互相连的塔筒的局部稳定成为其设计的重点,而塔筒分片问题成为设计的难点。本文以大庆监测塔为例,介绍了此种特殊塔的结构设计应注意的构造设计,为今后类似的结构设计提供可参考的依据。     

Stability analysis of large diameter thin-walled tube beam-columns

Based on a blind spot in the current design standard of steel structures, the large diameter thin-walled tube beam-columns are analyzed using nonlinear finite element method in this paper. The influence of several factors on stability capacity of the large diameter thin-walled tube beam-columns is taken into account. Thus, according to the correlative design standard of steel structures, and on the basis of the numerical analytical results by the finite element methods, the calculation formulas of the stability bearing capacity are presented for beam-column members of the large diameter thin-walled tubes. Three tests of thin-walled steel tube beam-columns were reported. Test results for deformations and ultimate strength are found to be in a good agreement with the corresponding values predicted by the calculation formulas, and the proposed methods can be used in design practice. __________ Translated from China Civil Engineering Journal, 2007, 40(3): 11–17 [译自: 土 木 工 程 学 报]     

某在建2Ф5m、高275m烟囱倒塌事故的解析与探讨

该烟囱为多管式烟囱,外筒为钢筋混凝土,内筒为2根直径为5．0m的钢质排烟筒。施工高达240m时瞬间倒塌。前所未有的施工阶段事故,震惊了全球土木工程界,特别是高耸结构设计、研究、施工界。本文结合事故实例,用“雷击原理”较合理地解释了该烟囱的倒塌过程及倒地后令人费解的种种现象。并深刻反省了国内烟囱避雷装置设计施工中现存的各种严重问题及留下的重大隐患,提出了解决对策,仅供烟囱结构、电气、设计研究和施工人员,以及相关规范修编时参考。     

钢管混凝土柱稳定系数的统一算法研究

介绍了美国《建筑钢结构规范》(AISC-LRFD)和欧洲《钢-混凝土组合结构设计规范》(Eurocode 4)中关于钢管混凝土柱稳定系数的计算方法。无论钢管混凝土单肢柱或是钢管混凝土格构柱,均可先计算柱的相对长细比,再通过相应公式计算其稳定系数。采用该研究思路,在分析评价国内外各设计规程计算方法的基础上,提出适合工程应用的钢管混凝土柱稳定系数的统一算法。对钢管混凝土单肢柱、哑铃形柱、格构柱分别进行该算法的试验验证,研究结果表明,计算值与试验值均吻合良好。     

Seismic partitioned fragility analysis for high‐rise RC chimney considering multidimensional ground motion

In order to identify the vulnerable parts and areas of the high‐rise reinforced concrete chimney, this paper presents an effective method, which called partitioned fragility analysis. One 240‐m‐high reinforced concrete chimney was selected as the practical project, and its analytical model was created with ABAQUS software. The selected high‐rise chimney structure was divided into 17 parts, and then the damage probability of each part in different damage states was obtained with the fragility analysis considering multidimensional ground motions. Twenty ground motion records were taken from the Next Generation Attenuation database as the input motions, and the peak ground acceleration was selected as the intensity measure. The response of the chimney structure under multidimensional ground motions was obtained based on incremental dynamic analysis. The maximum strains of concrete and steel bars were defined as the damage limit states of the chimney structure. The fragility curves and surfaces obtained from this analysis showed that the vulnerable areas of the chimney structure appear at 0–20 m, 90–130 m, and 150–200 m along the height of the chimney respectively. Based analytical results, these vulnerable parts can be retrofitted to enhance the seismic resistance of existing chimney structures. And the partitioned fragility analysis method can also be used to improve the design of new chimney structures.     

单角钢压杆的屈曲及稳定计算

在钢结构工程中经常采用等边或不等边单角钢作为轴心受压构件,现行钢结构设计规范(GB50017—2002)提供了等边单角钢压杆的截面类别及稳定计算方法,但对不等边单角钢压杆的规定相对粗糙。本文根据弹性稳定理论和角钢截面特征规律,推导了等边及不等边单角钢轴心受压构件的屈曲条件和长细比简化计算方法,并给出了稳定设计方法。扭转屈曲换算长细比仅与角钢肢宽与肢厚的比值有关,这使得弯扭屈曲换算长细比的计算也进一步简化。经过验证,该方法简单实用,可供工程设计参考。     

异形单层钢网架结构设计

针对该工程顶部异形单层钢网架结构的设计,介绍了单层网架结构静力计算、动力响应以及节点连接构造形式。单层网架结构的连接节点处采用易于定位的加劲肋圆管,支管与圆管采用焊接连接的构造形式。利用SAP2000结构分析软件对整体结构进行静力计算和动力响应分析,计算中考虑各种工况的组合。分析表明:异性单层网架结构杆件的最大应力比、整体屈曲安全因子和整体竖向挠度均满足相应规范的要求。