2002年, 第23卷, 第05期　刊出日期：2002-10-05

  

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学术论文
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  工程结构可靠性基本理论的发展与应用(2)

  贡金鑫,仲伟秋,赵国藩

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 2-10.

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  自20世纪20年代以来,工程结构可靠性理论和应用的研究已取得了重大进展。本文根据大量的文献,从结构可靠性基本理论和方法、结构体系可靠度、结构可靠度的Monte-Carlo模拟方法、结构承载能力与正常使用极限状态可靠度、结构疲劳和抗震可靠度、钢筋混凝土结构施工期和老化期可靠度六个方面,分三部分对结构可靠性理论和应用国内外研究的现状进行了概括性总结,以期为我国在这方面研究的进一步发展提供一个参考。本篇是其中的第二部分,主要介绍了结构承载能力和正常使用极限状态可靠度,以及结构疲劳可靠度研究和应用方面的发展。
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  广州新白云国际机场航站楼结构分析的关键问题

  陈国栋,郭彦林,梁志,李伟峰

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 11-17.

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  本文介绍了广州新白云国际机场航站楼结构分析的四个关键技术问题,并对前三个关键技术问题进行了非线性有限元分析。四个关键问题是:主楼结构整体稳定性、连接楼结构整体稳定性、膜张拉对结构的影响以及梭形钢格构柱稳定极限承载力的确定。有限元分析结果表明,主楼三角形桁架屋盖的侧向稳定性较低,需加强屋面压型钢板的抗剪刚度以提高其稳定承载力。应用本文提出的膜简化计算模型有效地分析了刚性骨架支撑的张拉膜结构,本文同时对钢桁架下弦端部实心棒节点进行了弹塑性分析。
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  梭形钢管格构柱弹性屈曲性能

  兰勇,郭彦林,陈国栋

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 18-24+30.

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  本文利用有限元方法研究和探讨了单管、双管及三管梭形钢格构柱在两端铰接约束,竖向轴压情况下的弹性屈曲性能和对应的屈曲模态,对影响梭形柱弹性屈曲荷载与屈曲模态的因素进行了系统的参数分析,如柱高、柱长细比、隔板厚度、隔板数量等。根据分析结果阐述了梭形钢格构柱的两种屈曲模态及其转变特性,提出了提高弹性屈曲荷载的有效措施,总结了梭形钢格构柱与等截面柱明显不同的弹性屈曲性能。最后介绍了关于梭形钢格构柱弹性屈曲的理论研究成果在广州新白云国际机场航站楼实际工程中的应用意义。
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  三管梭形钢格构柱稳定极限承载力研究

  郭彦林,陈国栋,兰勇

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 25-30.

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  本文应用大挠度弹塑性有限元法对三管梭形钢格构柱进行了极限承载力分析。研究的重点放在梭形柱初始缺陷的分布形式和幅值大小对柱破坏模式的影响,同时分析了柱长度、柱长细比、分肢长细比、隔板数量和厚度对极限承载力的贡献以及对破坏机理的影响。分析结果表明,初始缺陷的分布形式和幅值大小对柱破坏形式起到决定性的作用;当梭形柱的初始缺陷分布形式与一阶弹性屈曲模态一致时,柱极限承载力最低。随着柱整体长细比的增加或隔板厚度的增加其破坏形式从“S”形向单波形转化,不过,随着柱单肢长细比的增加其破坏形式从单波形向“S”形转化,二阶效应是梭形柱破坏的主要原因。本文对广州新机场四根梭形柱进行了极限承载力有限元分析,初始缺陷分布取与一阶弹性屈曲模态相同,缺陷幅值大小取为L/500,其计算结果与足尺寸试验结果吻合良好。
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  三管梭形钢格构柱足尺寸破坏性稳定试验研究

  郭彦林,兰勇,高玉峰,曹平周,陈国栋,王宏,崔晓强,刘涛

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 31-40+55.

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  本文对广州新白云国际机场航站主楼三管梭形钢格构柱中的3种高度柱通过卧位试验法进行了足尺寸破坏性稳定试验,研究了三管梭形钢格构柱在两端铰接约束,轴向受压情况下的稳定极限承载力,并揭示和验证了这种梭形钢格构柱的特有破坏机理以及变形过程。3种三管梭形格构柱的长度分别为19m、23m和29m,所有钢管规格为Φ273×16。在稳定极限承载力、破坏形状与位置、荷载-位移曲线等几个方面,通过比较试验结果与有限元数值计算结果,验证了有限元方法对梭形柱计算结果的正确性及通用性,为机场梭形柱的安全和可靠设计提供了理论和试验依据。
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  三管梭形钢格构柱缩尺模型破坏性稳定试验研究

  兰勇,郭彦林,刘涛,黄李骥,邓科,韩艳

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 41-48.

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  本文对广州新白云国际机场航站主楼三根三管梭形格构柱缩尺模型进行了立式破坏性稳定试验研究,侧重研究直立三管梭形格构柱在两端铰接约束,竖向轴压情况下的破坏特性与破坏机理,并探讨了稳定极限承载力、变形过程。三管梭形格构柱缩尺模型的比例分别为1/4、1/5、1/6,长度分别是4.7m、4.5m和4.9m,管径分别为68×4、58×4和58×4。缩尺试验在足尺试验的基础上进一步检验有限元分析结果的正确性。在破坏形状与位置、荷载-位移曲线、稳定极限承载力等内容方面,通过试验结果与有限元数值计算结果进行比较表明,二者吻合较好。
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  大跨度点支式幕墙支承结构风振性能分析

  武岳,郭海山,陈新礼,沈世钊

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 49-55.

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  广州新白云机场航站楼主楼点支式玻璃幕墙结构,长108m、高33m,采用钢桁架与预应力索桁架交叉的混合支承体系。本文针对该幕墙支承体系的三种结构方案,应用非线性有限元软件,对其风激动力性能进行分析,给出了方案合理性的评价。主要工作有:应用子空间迭代法分别对单榀索桁架和整体结构进行自振特性分析,得到相应的频率和振型;应用非线性随机模拟风振分析方法分别对三种结构方案进行整体分析,得到结构在脉动风作用下的响应时程;对风振分析结果进行统计分析,得到可供设计参考的风振系数。计算结果表明:三种结构方案的风振动力性能差别较大;其中,方案一最差,在脉动风作用下发生了弯扭跳跃式失稳;方案三最好,表现出良好的动力稳定性和整体工作性能。
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  多层、高层建筑结构弹塑性动力、静力分析

  李云贵,邵弘,田志昌,黄吉峰,陈岱林

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 56-62.

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  应我国高层、超高层建筑发展需要,我们对建筑结构弹塑性动力反应分析软件进行了探索研究,在“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE”的基础上,开发了一套简单实用的建筑结构弹塑性动力、静力分析软件EPDA。目前的EPDA软件提供了两种弹塑性分析方法,一种是弹塑性动力时程分析法,其力学模型有三种:层模型、平面模型和空间模型;另一种是弹塑性静力分析方法,就是通常所说的静力推覆分析方法。EPDA软件是我国第一套商品化的弹塑性分析软件,可以按任意给定方向计算结构的弹塑性时程响应,适用于各种材料的高层及超高层建筑结构,包括钢筋混凝土结构、钢结构和钢与混凝土混合结构,同时,程序中还考虑了多塔、转换层等结构特性。EPDA软件具有如下特点:(1)前后处理功能强,自动读取SATWE和Sat2000的设计分析结果,对钢筋混凝土构件,给出自动选筋结果,用户可以交互修改成实配钢筋;(2)采用纤维束模型模拟梁、柱、支撑等一维构件,纤维束模型的适用性好,不受截面形式和材料限
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  组合空腹板板柱结构设计与研究

  黄勇,安竹石,马克俭

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 63-66.

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  组合空腹板是一种新型组合结构。本文详细介绍了该类结构的构造与特点,结合一钢管混凝土柱点支承组合空腹板板柱结构的工程设计,分析讨论了该类结构的变形及内力分布规律、板柱节点构造等。结果表明,该类结构具有刚度大、截面高度小、用钢量少、施工方便等特点。组合空腹板有推广应用价值。
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  高层建筑静风荷载的干扰效应研究

  黄鹏,顾明

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 67-72.

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  在相邻建筑物的干扰下,受扰高层建筑的风荷载与其在孤立状态下相比会有较大的变化。本文采用测力天平模型风洞试验研究了两个高层建筑间的静力干扰效应,得到了两个相同的方形截面建筑在不同相对位置时的静力干扰因子IFm。并且首次引入了正交试验法设计试验方案,研究了施扰建筑高度、截面尺寸和外形对顺风向静力干扰因子IFm的影响。应用人工神经网络方法对试验结果进行了模拟和推广,给出了IFm的等值线图,可供规范应用和参考。
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  压型钢板-混凝土组合楼板抗火性能非线性分析

  徐朝晖,陆洲导,王李果

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 73-77+83.

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  压型钢板-混凝土组合楼板是目前广泛运用的一种新型结构构件,但由于缺乏对组合楼板抗火性能的研究,现有设计方法并没有充分发挥材料的性能。本文在建立室内火灾传热模型基础上,在空间上运用有限单元法和在时间上运用有限差分的混合解法,编制计算程序解算出火灾下组合楼板在不同时刻的温度场,进而利用钢筋混凝土非线性有限单元法,对多种工况下组合楼板的抗火性能进行了分析,为组合楼板的抗火设计及研究提供了一定的基础。
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  广州新白云国际机场航站楼钢结构设计

  李桢章,梁志,李恺平,李伟锋,廖旭钊,陈文祥,伍国华,陈晓航

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 78-83.

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  本文介绍了广州新白云国际机场航站楼钢结构设计。航站楼钢屋盖面积约160000m2,全部采用相贯焊接的圆管及方管圆弧形钢桁架结构,是中国目前规模较大的空心管结构工程,其中16～37m高的三角形变截面(三管梭形钢格构)人字形柱、12m及14m跨度的屋面箱形压型钢板是首次在中国应用。设计中还采用了多种形式的相贯节点,包括圆管正偏心的间隙接头及方管的搭接接头。
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  广州新白云国际机场航站楼混凝土结构设计

  李桢章,杨新生,李恺平,李松柏,梁艳云,伍国华,刘斯力,刘璟

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 84-86.

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  本文介绍了广州新白云国际机场航站楼共350000m2的大柱网混凝土结构设计。框架梁为有粘结预应力混凝土宽扁梁,次梁采用无粘结预应力混凝土结构。航站楼的混凝土框架不承受水平力是一项独特的设计,目的是使混凝土框架的用钢量降至最低。
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  广州新白云国际机场航站楼基础设计

  李桢章,杨新生,梁艳云,李恺平,伍国华,陈常清,周敏辉,曾丽清

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 87-89+96.

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  本文介绍了广州新白云国际机场航站楼在岩溶强烈发育地区的桩基础设计,这是中国目前在岩溶地区兴建的规模最大的民用公共建筑。本文讨论了各种基础方案的选择,介绍了摩擦桩的试验。航站楼的主体结构采用嵌岩冲孔桩,设计中采用的后压浆预应力管桩是首次在岩溶地区应用。
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  广州新白云国际机场航站楼钢结构整体曲线滑移施工技术

  鲍广鉴,郭彦林,李国荣,王煦,陈国栋,刘涛

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 90-96.

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  广州新白云国际机场是国内已建和在建机场中的最大机场,其中主航站楼钢结构的安装具有较大的难度。机场主航站楼屋面采用双曲面空间管桁架结构以及人字型柱支承体系,管桁架截面为倒三角形,连续跨度220m。人字柱为梭形截面三管格构柱,最大高度35.5m。安装采用地面分段拼装、高空分组组对、桁架与胎架整体曲线滑移的施工技术。本文将详细介绍这一施工技术,并重点论述空间管桁架的拼装、胎架的设计、滑移系统的设置及实施等关键技术。
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  中国科技期刊展香港博览会

  建筑结构学报. 2002, 23(05): 97-97.

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