建筑结构学报

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石永久,李兆凡,陈宏,王元清

建筑结构学报. 2002, 23(03): 2-7.

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本文提出了三种焊接孔扩大型梁柱节点,完成了8个足尺试件在四种反复荷载历程下的破坏试验。对节点破坏模式和滞回曲线的比较分析表明,焊接质量是防止节点脆性破坏的首要保证,明显的焊接缺陷容易导致裂缝过早开始扩展,从而降低节点延性和耗能能力。节点局部构造尤其是焊接孔形状尺寸对于节点应力集中情况和节点破坏模式有很大影响。本文提出的焊接孔扩大型节点可以不同程度地缓解局部应力集中,同时通过采用较长的焊接孔,使节点破坏模式转变为梁翼缘的局部屈曲,降低了对接焊缝发生脆性破坏的可能,对节点延性有较大的改善作用。焊接孔扩大型节点构造也便于加工制作,是一种值得推荐的新型节点形式。

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梁柱端板连接节点的滞回性能试验研究

郭兵,顾强,柳锋,赵考重

建筑结构学报. 2002, 23(03): 8-13.

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为了研究钢框架中梁柱端板连接节点的滞回性能,本文进行了8个节点试件的循环加载试验,其中有7个试件的柱端施加了轴向压力,4个端板设置了加劲肋。试验结果表明:端板连接具有良好的延性和耗能能力,节点的转角都超过了0.03rad;端板刚度是影响节点滞回性能和极限承载力的决定性因素;端板较薄时,端板加劲肋不但可以显著提高端板刚度,而且可以延缓梁翼缘与端板间焊缝的开裂,有效提高承载力,减小撬力。最后根据试验结果提出了设计和施工建议。

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压弯钢构件在循环荷载作用下的非线性弯扭屈曲

胡兆同,顾强

建筑结构学报. 2002, 23(03): 14-18.

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本文根据非线性有限元的基本理论,采用基于修正的拉格朗日法描述的八节点超参数壳体单元,考虑几何非线性和材料非线性,结合混合强化本构关系,编制了非线性有限元计算程序。对压弯钢构件在循环荷载作用下的弹塑性弯扭屈曲进行计算机模拟,系统分析了H形截面压弯钢构件的滞回特性,以及翼缘宽厚比、腹板高厚比、构件轴压比和长细比对压弯钢构件弯扭屈曲的影响规律。通过对计算结果的比较,提出了强烈地震条件下,H形截面压弯钢构件在循环荷载作用下保持整体稳定,满足延性要求,具有较高屈曲后强度的长细比和板件宽厚比限值。

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压型钢板-混凝土组合楼板的承载能力研究

陈世鸣

建筑结构学报. 2002, 23(03): 19-26.

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压型钢板-混凝土组合楼板的承载能力受楼板叠合面的纵向抗剪能力控制。本文通过3组组合楼板的荷载试验,研究了单跨简支组合楼板和两跨连续组合楼板的极限抗剪和抗弯性能。试验结果表明:组合楼板的极限承载能力受叠合面的纵向抗剪能力控制;与简支组合楼板相比,连续组合楼板承载能力有明显提高,跨中挠度显著减小,端部支座剪力出现滑移时与简支板端部剪力值相近,显示了连续组合板的端部滑移与剪力的关系与简支板的情况相似。但与简支组合板不同的是,连续组合板端部出现滑移后,其极限承载能力明显高于相同跨度简支板极限承载力。根据试验结果,得到了组合楼板叠合面纵向抗剪能力的计算公式。在组合楼板的承载力设计中,应对支座端部的竖向剪力进行叠合面的纵向抗剪能力验算,文中提出了连续组合楼板的承载力计算方法。

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钢骨混凝土柱正截面承载力计算的叠加方法

李少泉,沙镇平

建筑结构学报. 2002, 23(03): 27-31.

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根据塑性理论下限定理,对于给定的轴向力,由平衡条件任意分配钢骨部分和钢筋混凝土部分承担的轴力,并分别求得相应各部分的受弯承载力,两部分受弯承载力之和的最大值,即为钢骨混凝土柱在该轴力下的受弯承载力。本文针对工程中常用的对称配筋形式,推导出解析解,解决了直接采用一般叠加方法计算钢骨混凝土柱正截面承载力反复试算的困难,讨论了钢骨部分和钢筋混凝土部分所承担轴力比例的影响因素,并在大量计算分析的基础上,提出了简化的计算方法,为一般叠加方法的工程应用提供了理论基础和简捷的计算方法。

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钢管高强混凝土自收缩规律的研究

王湛,宋兵

建筑结构学报. 2002, 23(03): 32-36.

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本文从理论上分析了钢管核心混凝土的变形机理,指出在水化过程中存在收缩变形和膨胀变形两种变形趋势,最终的变形表现为收缩还是膨胀取决于两种变形趋势谁占优势。并通过对7组钢管混凝土构件的变形测定来分析水胶比、外掺料、截面尺寸等因素对核心混凝土自收缩的影响以及钢管混凝土作为一种组合构件自身的一些特点。通过试验发现核心混凝土的自收缩随着水胶比的增大而减小,水胶比大的普通混凝土会表现为膨胀;掺硅粉可增大自收缩,掺粉煤灰可减小自收缩;自收缩值与构件尺寸关系不大。核心混凝土的收缩是在外围钢管约束下的收缩,收缩会使钢管产生压应力,混凝土产生拉应力,由于粘结强度较小,收缩引起的应力达到一定值后会使钢管与混凝土脱离,但一般会保持一定的应力余量,说明钢管与混凝土没有完全脱离。最终混凝土收缩的影响表现为使钢管与混凝土产生初应力,同时使混凝土与钢管有相对位移,纵向的相对位移使核心混凝土上表面低于钢管的上表面。

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边缘加劲板件有效宽厚比设计方法中的板组效应研究

周绪红,莫涛,周期石,刘永健

建筑结构学报. 2002, 23(03): 37-43.

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本文根据能量原理,建立了边缘加劲板件的弹性屈曲理论和卷边槽形截面薄壁构件的板组相关屈曲理论。通过屈曲理论分析,得到了非均匀受压边缘加劲板件的屈曲系数及其反映板组效应的约束系数,并将其引入新修订的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018)的有效宽厚比设计方法中。本文介绍了50根冷弯薄壁型钢受压构件试验,并按修订后的规范方法进行了试件承载力计算,计算值与试验值比较,偏于安全。将考虑板组效应的有效宽厚比设计方法与国内外现行规范设计方法相比较,具有优越性。

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薄壁钢梁稳定性计算的争议及其解决

童根树,张磊

建筑结构学报. 2002, 23(03): 44-51.

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在规范修订过程中,对钢梁的整体稳定性计算,有学者对《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的临界弯矩计算公式提出了质疑,并提出了新的计算公式。本文对规范所依据的公式和新提出的公式所依据的理论进行了对比,对新公式所依据的理论提出了疑问。为避免薄壁构件理论引入的各种假设带来思辨上难以解决的争议,本文采用ANSYS通用有限元程序的三维板壳单元SHELL63进行了6组共36根梁的整体失稳分析。有限元分析结果表明,采用板稳定理论求得的梁临界弯矩与《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的公式符合较好,而与新提出的公式比较相差较大。本文根据薄壁梁弯扭稳定理论,推导了考虑非线性正应变和剪应变的梁失稳过程应变能的变化公式,从而解释了考虑非线性剪应变的理论与ANSYS分析结果不符的原因,并对传统的稳定理论得到的结果进行了肯定。

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《钢结构设计规范》(GB50017—2002)焊接工字梁腹板的局部稳定和考虑屈曲后强度的计算

丁阳,刘锡良

建筑结构学报. 2002, 23(03): 52-59.

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与现行《钢结构设计规范》(GBJ17—88)相比,新修订的《钢结构设计规范》(GB50017—2002)对焊接工字梁腹板屈曲临界应力和局部稳定的计算作了较大的改动,增加了梁腹板考虑屈曲后强度设计的相关条文。对弯矩、剪力和局部压力单独作用下的腹板屈曲临界应力作了修正,考虑了板件的几何缺陷和材料非弹性性能,对于直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字梁,要求按规定配置加劲肋,并验算腹板的局部稳定性,计算局部稳定的相关公式随着临界应力的修正也作了相应的调整;建议承受静力荷载和间接承受动力荷载的焊接工字梁宜考虑腹板屈曲后强度,按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的的抗剪和抗弯承载力,而不再验算腹板的局部稳定。本文详细介绍了规范条文修改的理论依据,比较了新旧设计方法的差异,并通过设计实例说明了新设计方法的优越性。

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《钢结构设计规范》(GB50017—2002)荷载及设计指标的变化对钢结构用钢量的影响

崔佳,周淑容,魏明钟,赵熙元,但泽义,邹亦农

建筑结构学报. 2002, 23(03): 60-62+68.

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本文简要介绍了《钢结构设计规范》(GB50017—2002)在荷载指标及设计指标上的一些主要变更。通过对几个具代表性的结构和构件———重型工业厂房、吊车梁系统、收费站网架及屋面檩条的试设计分析,比较了新旧规范由于荷载指标及设计指标的变更对钢结构用钢量的影响。新规范对荷载及设计指标的取值作了较大调整,使钢结构的用钢量普遍提高。其中对单层重型工业厂房和收费站网架,用钢量增加幅度在3%～4%范围;新规范对吊车横向水平力的计算有了新的规定,吊车梁系统用钢量的增加幅度达到了8%左右;用钢量增加幅度最大的是不上人的轻型屋面檩条,提高幅度达22%。

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500m口径球面射电望远镜馈源支撑结构体系试验研究与理论分析

王宏,郭彦林,任革学,路英杰,林贵斌

建筑结构学报. 2002, 23(03): 63-68.

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为将来在中国建造世界上最大的射电望远镜(简称FAST),采用了索、塔及移动小车馈源支撑结构体系。本文对此结构体系进行了1/30缩尺模型试验研究和理论分析,获得了模型结构索中张力和结构动力特性沿馈源球冠的变化规律。理论分析结果和试验结果二者吻合较好,说明本文的分析方法和分析过程是可行的,具有较高的计算精度。分析结果还表明,在进行结构动力反应分析中,小车的扭转振动不容忽视。

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周边双层中部单层球面网壳结构的特征值屈曲分析及其极限承载力

韩庆华,刘锡良,陈志华

建筑结构学报. 2002, 23(03): 69-74+83.

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在大跨结构中,将单双层网壳结合起来形成的一种结构形成———周边双层中部单层球面网壳结构,可充分发挥两种结构形式的优点。本文采用刚铰接模型,即单层部分采用空间梁单元、双层部分采用空间杆单元,应用BlockLanczos方法对该种网壳结构进行了特征值屈曲分析;采用柱面等弧长技术跟踪了网壳结构的平衡路径。在对网壳结构进行多参数分析的基础上,包括单双层跨度比、矢跨比、杆件规格等,总结了单双层网壳结构的失稳规律,得出了临界荷载和极限荷载的拟合计算公式,并与一实际工程的数值分析结果进行了比较。

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大矢跨比球面网壳局部双层形式及稳定性分析

付功义,陈务军,董石麟

建筑结构学报. 2002, 23(03): 75-83.

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首先比较了适宜大矢跨比球面网壳的基本三角形网格划分形式,指出最优网格划分法得到的三类型数量(杆长、三角形、节点)最少、最经济。提出了构造球面网壳局部双层形式的方法,基于最优网格划分短程线型与三向格子形网壳,构造五种具有工程应用价值的局部双层形式。采用几何非线性有限元理论和屈曲路径跟踪技术,对几种网壳形式进行了深入的稳定分析。研究了稳定承载力随杆件尺寸变化规律,按梁单元与杆单元分析不同的稳定特性,大矢跨比局部双层与单层网壳稳定特性比较,以及小矢跨比网壳的屈曲特性。

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张拉膜结构的找形分析与形态优化研究

钱基宏,宋涛

建筑结构学报. 2002, 23(03): 84-88.

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找形分析是膜结构设计特有的工作,目前常用力密度法、动力松弛法和非线性有限元法等方法进行。本文根据弹性力学的基本原理,对这三种方法进行了剖析总结。本文还提出了膜结构“最优形态”的概念,阐述了膜结构的“形”与“态”之间的关系,建立了膜结构“形态优化”的最小变形能理论模型及求解方法。文中给出了算例。

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北京SOHO现代城设计

刘军

建筑结构学报. 2002, 23(03): 89-96.

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北京SOHO现代城是一座集商业、办公和住宅于一体的大型超高层建筑,其平面体型、布局及立面高度与一般住宅有较大的不同。本文较为详细地介绍了该建筑结构的设计情况,以及在设计过程中所考虑的一些问题和处理的方法。

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中国建筑学会建筑防火综合技术分会第三届理事会成立

建筑结构学报. 2002, 23(03): 96-96.

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2002年, 第23卷, 第03期　刊出日期：2002-06-05

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