玻璃结构关键技术和设计方法研究与应用

玻璃结构破坏具有明显的脆性特征,易造成公共安全隐患。项目组开展了玻璃结构基础理论和关键技术的创新性研究。识别了玻璃结构构件、节点的失效形态和力学性能,确定了结构构件破坏和失效后承载性能演变机制,建立了不同劣化条件下玻璃结构构件及节点的劣化本构模型;研发了新型高性能加筋增强玻璃构件、多板件组合玻璃构件、金属植入型节点、摩擦型螺栓节点等玻璃结构防倒塌性能提升技术;提出了玻璃结构体系安全冗余设计方法;基于有限-离散元方法,开发了可准确模拟玻璃结构破坏过程的数值计算工具。依据主要研究成果,编制3部技术标准,可为我国玻璃结构的应用提供技术支撑。     

工程结构整体承载力设计与优化的弹性模量缩减法研究

为解决当前结构设计和优化方法不能定量设计结构整体承载力的问题,基于弹性模量缩减法建立了工程结构整体承载力设计公式与优化准则。首先利用齐次广义屈服函数定义单元承载比、基准承载比和构件承载比,据此建立高、低承载构件的判别准则。然后利用弹性模量缩减法首步和末步迭代分析结果求解构件安全系数和结构整体安全系数。根据截面强度和安全系数之间的正比例关系,按照预定的结构整体安全系数确定高承载构件的截面强度,使结构同时在构件和整体两个层面上满足承载安全性要求。进而以均匀承载为准则,根据截面强度与单元承载比之间的反比例关系缩减低承载构件截面强度,开展结构优化设计,获得承载安全性能和经济性能均优的结构设计方案。算例分析表明,该方法有效克服了传统设计方法的缺陷,具有较高的计算精度和效率。     

玻璃结构研究进展与工程实践

直接承受荷载的结构玻璃成为建筑玻璃应用的新趋势。玻璃结构在材料、构件、结构等层面与传统建筑结构相比有其特殊性，存在较多技术难题有待研究解决。文中综述了玻璃结构构件和连接的力学性能、耐久性能、抗灾性能等国内外重要研究进展，简介了国内外若干具有代表性的玻璃结构工程应用，探讨了玻璃结构研究工作目前存在的关键问题和未来研究工作需重点关注的方向，主要集中在玻璃结构的安全冗余设计方法、玻璃结构性能受环境和荷载耦合作用的耐久性、玻璃结构承载力及延性提升技术、玻璃结构的防震减灾相关机理及设计方法等方面。     

面内受弯玻璃肋板钢片加固性能试验研究

在保证面内受弯玻璃肋板平面内稳定的前提下,通过对原玻璃肋板和不锈钢条加固玻璃肋板的极限承载试验研究,分析构件加固前后试件破坏的荷载-位移曲线及破坏机理,判断该加固方法的可行性,为玻璃肋板加固设计提供依据。试验结果表明,该加固方法可以有效改善玻璃肋板的受力性能,提高玻璃肋板的极限承载力和延性;由于应力集中的原因,构件首先在两种材料交接处产生破坏。     

玻璃幕墙抗爆简化分析与设计概述

当前,玻璃幕墙正以日新月异的形式发展,然而针对建筑物的恐怖爆炸袭击却不断发生,这对玻璃幕墙的设计提出了抗爆的要求。针对这种情况,本文首先介绍了爆炸冲击波荷载,并概述了当前用于建筑结构及构件的抗爆简化分析方法及其在建筑玻璃抗爆分析中的应用;其次,概述了在美国使用的玻璃抗爆设计标准的设计过程及特点;最后,指出了当前玻璃幕墙抗爆研究的发展方向。     

玻璃幕墙抗爆简化分析与设计概述

当前,玻璃幕墙正以日新月异的形势发展,然而针对建筑物的恐怖爆炸袭击却不断发生,这对玻璃幕墙的设计提出了抗爆的要求。针对这种情况,本文首先介绍了爆炸冲击波荷载,并概述了当前用于建筑结构及构件的抗爆简化分析方法及其在建筑玻璃抗爆分析中的应用;其次,概述了在美国使用的玻璃抗爆设计标准的设计过程及特点;最后,指出了当前玻璃幕墙抗爆研究的发展方向。     

对钢结构性能化设计的几点思考

本文分析了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中结构性能化设计的方法与思路,对比了考虑性能化系数的设防地震影响系数与多遇地震影响系数的相对大小,并建立模型分析了大悬臂构件的地震内力组合。结果表明:当构件承载力满足多遇地震承载力设计时,结构就能满足设防性能6与性能7的设防地震承载力设计要求;对于大悬臂结构,竖向地震力控制的荷载组合大于水平地震控制的荷载组合,建议《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)性能化设计中补充竖向地震力控制的设防承载力验算公式。     

合肥新桥国际机场航站楼转换节点模型承载性能有限元分析

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中转换节点构件的承载性能,以转换节点部分为重点研究对象,采用千斤顶单拉和单压加载的方式,进行了两个转换节点模型的试验研究.本文建立了试验构件的有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行了对比和分析.有限元计算有效模拟了试验构件的承载性能,试验和有限元结果吻合较好,证明了设计的合理性和安全性.缩尺构件为焊缝断裂的脆性破坏,足尺模型为钢管的压屈破坏,通过施加不同大小的初始缺陷,分析了初始缺陷对于转换节点构件承载性能的影响,发现转换节点构件对于局部的初始缺陷不敏感.通过试验模型的有限元分析,与试验数据相互验证,为设计提供了理论依据.     

基于KBE的反应堆吊篮组件结构优化设计方法研究

核反应堆堆内构件是反应堆系统的重要组成部分,在其传统设计中,对于设计中包含的各种知识,是存在于设计标准、规程、规范以及专家经验当中的,不易保存和继承,新设计时仍要进行很多重复工作,且对于结果的性能分析只是作为设计验证,而非指导结构优化过程。基于上述需求,本文对基于KBE的结构优化设计方法开展相应研究,并应用于反应堆堆内构件吊篮组件的设计当中。     

粘贴预应力玻璃钢板加固混凝土梁试验研究

本文对预应力玻璃钢板加固混凝土梁构件的性能作了初步的研究,并提出了应用预应力玻璃钢板加固梁构件的施工工艺.在此基础上,作者进行了4根试件的试验.通过试验结果对比了预应力玻璃钢板加固的受弯构件与非预应力玻璃钢板加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响.试验结果与分析表明预应力玻璃钢板极大的提高了梁构件的工作性能.另外,本文提出了预应力玻璃钢板加固的受弯构件的极限承载力计算公式,实验数据和理论分析计算吻合较好.     

玻璃幕墙的结构设计和安全评估研究

分析了玻璃幕墙的结构理论和结构特点,对其所受到的各种荷载作了简单介绍,总结了玻璃幕墙现行的设计规范,并研究了玻璃幕墙的结构设计方法,探索了玻璃幕墙安全质量评估方法,以确保安全施工。     

玻璃承重结构的工程应用及其设计分析

玻璃作为围护结构材料应用于现代建筑中已经为人们所接受。近年来 ,玻璃承重结构已经成为一种独立的结构形式 ,在现代建筑中也得到了较为广泛的应用。目前在国际上对玻璃这种脆性材料的承重性能没有一个全面详尽的理论 ,设计规范中也没有明确的规定。介绍了玻璃承重结构的工程应用概况 ,对玻璃承重结构进行了分类 ,列举了一些玻璃承重结构的设计计算方法 ,并阐述了需要解决的问题。     

中美混凝土结构设计规范关于钢筋的对比研究

针对中美两国在建设领域所遵循的设计规则存在的差异,通过对比分析,从钢筋锚固、搭接、截断三方面总结归纳了中美两国混凝土结构设计规范关于钢筋规定的异同点,得出两国规范各有侧重的结论,以期使两国在工程建设方面的经验实现共享。     

建筑幕墙窖封胶设计应用技术及存在问题探讨

介绍了单元式玻璃幕墙、框架式玻璃幕墙、石材幕墙以及铝板幕墙工程中密封胶的设计和应用特点,对幕墙工程中中空玻璃粘结尺寸过小、设计用胶执行标准不当、中空玻璃内渗油、结构胶老化等用胶常见问题进行了分析,并提出了相应的处理方法。     

玻璃在中外建筑设计中的应用研究

本文对玻璃在中外建筑设计中的应用研究进行了综述,以期对玻璃材料在今后的建筑设计中有较大参考作用。     

玻璃承重结构的设计计算方法分析

近年来玻璃承重结构在实际工程中得到了越来越广泛的应用,但对于这种结构的设计理论相对较少.本文介绍了玻璃承重结构的分类状况,由非线性大挠度理论得出了各种不同结构的计算方法,并给出了四边简支玻璃楼板和玻璃肋板的设计实例.     

中国与美国规范风荷载计算分析比较

美国规范作为世界主流标准之一,被越来越多的涉外工程所要求采用。面对越来越多的涉外工程设计的需求,了解、熟悉并掌握美国规范及其与中国规范的异同,对于在涉外工程中更好地采用美国规范进行设计很有必要。对美国ASCE/SEI7-05《建筑最小荷载规范》中的风荷载和中国GB 50009-2001(2006版)《建筑结构荷载规范》的风荷载部分进行计算、分析和比较。在风荷载设计原理上,美国规范与中国规范基本相同,对常规外形建筑物的设计,计算结果差别不大。     

震损钢筋混凝土结构减震加固研究进展

震损钢筋混凝土结构如何考虑损伤影响以进行减震加固设计是值得研究的问题。本文介绍了国内外相关建筑加固与减震设计的系列标准规范,基于震损结构的各种加固工况探讨了减震加固技术的适用范围,概括了国内外有关消能减震加固技术的发展及其应用于震损结构加固的研究现状,简述了灾后震损结构进行减震加固的几种设计方法,并列出了部分典型的减震加固工程实例。最后,在已有研究的基础上,指出了现阶段震损结构减震加固研究中仍存在的一些问题。     

玻璃幕墙抗爆防护设计研究

恐怖袭击和爆炸事件中,建筑物上玻璃的散落和碎片的飞溅是人员受到伤害的主要原因之一,对玻璃幕墙的抗爆性能及防护设计成为研究的重点.在总结国内外大量关于玻璃幕墙抗爆和防护研究的基础上,阐述了玻璃幕墙抗爆和防护设计的目标,给出最小防护距离;从玻璃幕墙周边环境的控制、玻璃幕墙自身的防护能力以及玻璃碎片阻挡系统的材料和组成3个方...