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中国铁道科学 2011年第5期32卷 19-25页

作者：程斌钱沁赵金城上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

以某下承式铁路钢桁架简支梁桥的单榀Warren桁架为研究对象,对杆端缩尺钢桁架桥梁结构及其端部缩尺压杆进行有限元分析和用钢量优化,重点研究杆端缩尺参数对杆件内力、截面应力、结构刚度、结构弹性稳定、压杆极限承载力、最小用钢量等... 详细信息

以某下承式铁路钢桁架简支梁桥的单榀Warren桁架为研究对象,对杆端缩尺钢桁架桥梁结构及其端部缩尺压杆进行有限元分析和用钢量优化,重点研究杆端缩尺参数对杆件内力、截面应力、结构刚度、结构弹性稳定、压杆极限承载力、最小用钢量等的影响。结果表明:杆件截面高度缩尺是最理想的杆端缩尺方案;随着缩尺幅度的增大,桁架结构的杆件轴力变化很小,但杆端次弯矩和剪力显著减小,且结构竖向刚度和弹性稳定性有所降低。通过适当提高缩尺段的钢材强度等级,端部缩尺压杆的极限承载力将不低于未缩尺压杆,并可在满足结构强度、刚度及稳定性要求的前提下,进一步通过杆件截面优化,得到比未缩尺设计更小的结构用钢量。

关键词：钢桁架桥梁杆端缩尺次内力节点刚性极限承载力用钢量优化

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超高强结构钢在中信大厦超高层建筑中的应用研究

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建筑结构 2021年第15期51卷 23-29页

作者：吴炅杨蔚彪常为华宫贞超刘琳北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

超高强度钢筋(HRB500,HRB600)以及超高强度钢材(Q420,Q460,Q690)在实际工程中大规模应用的案例较少。以中信大厦超高层建筑为算例,分析了采用超高强度钢筋和超高强度钢材等强度替换钢管混凝土巨柱-斜撑-钢板混凝土剪力墙筒中筒结构体系... 详细信息

超高强度钢筋(HRB500,HRB600)以及超高强度钢材(Q420,Q460,Q690)在实际工程中大规模应用的案例较少。以中信大厦超高层建筑为算例,分析了采用超高强度钢筋和超高强度钢材等强度替换钢管混凝土巨柱-斜撑-钢板混凝土剪力墙筒中筒结构体系中的钢材时对结构整体性能的影响。对比了筏板、桩基础、钢管混凝土巨柱、斜撑、钢板混凝土剪力墙中钢材的用量变化。经分析,采用超高强度钢筋和超高强度钢材,可使结构在满足规范抗震性能要求前提下,大幅减少用钢量。因规范中钢构件宽厚比限值对超高强钢构件厚度影响较大,对比了中国、美国、欧洲规范中相应规定,结果表明,整体来说各国规范中的宽厚比限值处于相同量级。美国规范根据延性等级要求调整了宽厚比要求的方法,为超高强钢替换材料时采用更为宽松的宽厚比限值提供了参考和依据。

关键词：中信大厦超高强结构钢钢管混凝土巨柱用钢量优化等强度替换宽厚比

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嵌入式波纹钢腹板连接件抗剪性能试验研究

嵌入式波纹钢腹板连接件抗剪性能试验研究

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作者：喻晨阳郑州大学

学位级别：硕士

抗剪连接件在钢-混组合结构中发挥着重要作用,有效保证了钢材和混凝土协同受力。近年来,国内外专家学者针对嵌入式连接件在波纹钢腹板PC桥梁中的力学性能进行了相关研究。本文基于课题组前期带翼缘板嵌入式连接件推出试验,发现翼缘板厚... 详细信息

抗剪连接件在钢-混组合结构中发挥着重要作用,有效保证了钢材和混凝土协同受力。近年来,国内外专家学者针对嵌入式连接件在波纹钢腹板PC桥梁中的力学性能进行了相关研究。本文基于课题组前期带翼缘板嵌入式连接件推出试验,发现翼缘板厚度较薄时,其在剪力作用下易出现局部失稳现象,导致连接件的抗剪承载力未充分发挥。针对此种问题,本文主要研究内容和结果如下:(1)为防止翼缘板过早失稳,避免抗剪连接件提前失效,本文在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉,并完成9组试件的推出试验。试验结果表明,焊接栓钉后的翼缘板,其侧向刚度得到增强,有效延缓了翼缘波谷区域过早出现失稳现象,连接件的抗剪性能得到明显提升,并使连接件具有更好的延性性能。(2)分析了翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度、腹板厚度和接合钢筋直径等参数对嵌入式波纹钢腹板连接件抗剪承载力的影响。并通过9组推出试验结果对带翼缘板嵌入式连接件承载力计算公式进行验证。结果表明,翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度是影响连接件抗剪承载力的主要因素,而腹板厚度和接合钢筋直径对极限承载力的影响可以忽略;带翼缘板嵌入式连接件承载力计算公式可为嵌入式波纹钢腹板连接件的设计计算提供一定的参考依据。(3)通过ABAQUS有限元软件建立推出试件模型,将有限元模拟结果与推出试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。进而,在翼缘板厚度为8mm的模型基础上增加2根栓钉来加强翼缘侧向刚度,探究连接件抗剪性能的变化,同时对不同试件用钢量进行了对比。结果表明,在翼缘板厚度为8mm的试件上增加2根栓钉,其抗剪性能得到进一步提升,与翼缘板厚度为10mm的部分试件大致相当;工程应用中可以考虑将嵌入深度和增加栓钉数量作为嵌入式波纹钢腹板连接件用钢量优化的主要因素。

关键词：嵌入式波纹钢腹板连接件推出试验抗剪性能用钢量优化

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带翼缘板嵌入式连接件抗剪承载力及优化设计研究

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作者：张胜楠郑州大学

学位级别：硕士

近年来,波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥(简称“波纹钢腹板PC桥”)在国内广泛应用,这种结构形式自重较轻,可以提升桥梁的跨越能力,同时也可以解决传统混凝土腹板开裂的问题。抗剪连接件是组合结构受力的关键部位,带翼缘板嵌入式连接... 详细信息

近年来,波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥(简称“波纹钢腹板PC桥”)在国内广泛应用,这种结构形式自重较轻,可以提升桥梁的跨越能力,同时也可以解决传统混凝土腹板开裂的问题。抗剪连接件是组合结构受力的关键部位,带翼缘板嵌入式连接件抗剪刚度大,承载力较高,可以应用在波纹钢腹板PC桥中。然而目前对带翼缘板嵌入式连接件的研究还存在以下问题:抗剪连接件用钢量总体偏大;现有带翼缘板嵌入式连接件的承载力计算公式只是在嵌入式连接件的基础上进行简单修正;翼缘板较薄时,连接件破坏会出现翼缘板局部失稳现象,导致抗剪连接件过早破坏。本文以贾鲁河大桥带翼缘板嵌入式连接件推出试验为依据,运用ABAQUS有限元分析软件,进一步分析这种连接形式的抗剪性能,并对连接件的设计进行用钢量优化。研究结果表明:(1)带翼缘板嵌入式连接件的抗剪承载力主要由混凝土销、贯穿钢筋以及混凝土齿键三部分共同承担。混凝土强度等级、贯穿钢筋直径、钢板开孔直径、腹板在混凝土的嵌入深度以及波纹钢腹板的波高为对连接件承载力产生主要影响的因素。(2)带翼缘板嵌入式抗剪连接件,在直幅段抗剪承载力主要由混凝土销和贯穿钢筋联合提供,在斜幅段混凝土销和贯穿钢筋的贡献较小,抗剪承载力主要由混凝土齿键提供。通过对有限元参数分析结果的线性回归,得到的抗剪承载力计算公式物理意义明确,计算精度较高,可用于带翼缘板嵌入式连接件的设计计算。(3)在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉可选用较小厚度的翼缘板。连接件的承载力与腹板嵌入深度成反比,接合钢筋对连接件抗剪性能的影响可忽略不计。因此,可从这两个方面对连接件的用钢量进行优化。

关键词：波纹钢腹板桥带翼缘板嵌入式连接件有限元分析抗剪承载力公式用钢量优化

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唐山王滩大跨度干煤棚结构优化设计

唐山王滩大跨度干煤棚结构优化设计

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第十七届全国现代结构工程学术研讨会

作者：楼舒阳陈志华闫翔宇马青天津大学建筑工程学院天津大学建筑设计规划研究总院

唐山王滩电厂干煤棚跨度202米,跨中不设柱,是目前我国最大的弦支桁架结构。本文从结构选型、风荷载体型系数确定、受力分析、用钢量优化等方面进行了详细的介绍。根据干煤棚结构的特点,在设计中得到以下结论:对于类三心圆桁架干煤棚的... 详细信息

唐山王滩电厂干煤棚跨度202米,跨中不设柱,是目前我国最大的弦支桁架结构。本文从结构选型、风荷载体型系数确定、受力分析、用钢量优化等方面进行了详细的介绍。根据干煤棚结构的特点,在设计中得到以下结论:对于类三心圆桁架干煤棚的几何参数,网格尺寸、网格数量、桁架厚度及结构高度均对杆件应力比和用钢量有较大影响;风荷载是这类大跨干煤棚结构的控制荷载,应进行风洞试验确定体型系数;干煤棚中个构件的连接形式应根据结构的节点构造、结构受力来确定。

关键词：干煤棚弦支桁架结构用钢量优化体形系数

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