建筑结构学报

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陈务军,董石麟,付功义

建筑结构学报. 2005, 26(01): 1-10.

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本文总结了近四年课题组关于大型局部双层网壳的研究成果。首先介绍了局部双层网壳体系及其成形方法,一般可基于基本的双层、单层网壳演变而来,如球面(大矢高、小矢高)、柱面网壳,叉筒以及其它组合形式。几何非线性混合有限元法是分析结构稳定特性的有效方法,弧长法、广义增量法与Newton-Raphson方法结合可实现屈曲后过程跟踪,可以采用通用有限元软件或开发程序。然后主要用自己编的程序进行了大量典型局部双层网壳的稳定特性分析及参数影响分析,包括矢高、跨度、矢跨比、厚度、厚跨比、单层区域大小、支承边界刚度等。最后介绍了几个大型局部双层网壳工程设计应用,并进行了稳定特性分析,保证强度与稳定的合理性。

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秦皇岛体育场膜结构挑篷的抗风分析与设计

丁洁民,何志军

建筑结构学报. 2005, 26(01): 11-16.

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结合秦皇岛体育场膜结构挑篷的风洞试验研究,以挑篷上的典型膜面的风荷载特性和风荷载响应为研究对象,直接采用风洞试验测量所得到的风荷载数据,对膜面进行了详尽的静力风荷载响应分析和非线性风振响应分析;试验结果分析表明,挑篷前缘膜面的负压风荷载数值最大,是膜结构挑篷设计的控制荷载。非线性分析表明,通过设置抗风索可以有效提高膜结构的抗风性能;膜面的风振动力效应并不显著,可以近似采用阵风系数来考虑脉动风的瞬时增压作用。这些结果可为类似结构的抗风设计提供参考。

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澳门综合体育馆主桁架整体提升及提升塔架分析

郭彦林,缪友武,娄俊杰,林冰,徐衍林,崔巍

建筑结构学报. 2005, 26(01): 17-24.

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本文介绍了澳门综合体育馆钢结构屋盖主桁架的整体提升方案,并对提升方案中提升架设计、提升过程及支座就位等相关技术问题进行了探讨和分析。介绍了提升架的结构形式及稳定承载力验算,据此提出了格构柱整体稳定性的通用计算方法;应用ANSYS软件对钢结构屋盖主桁架的整体提升过程进行了模拟动态跟踪分析,确定提升过程中应力和变形的变化范围,以此判断提升方案的可行性;对提升过程部分构件的应力和变形进行了实时监测,其测试结果与理论计算结果吻合较好,积累的经验和数据可为类似结构的整体提升提供借鉴。

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厦门太古飞机库檩条在风吸力作用下稳定承载力的试验研究

舒兴平,曾常阳,蔡克,丁芸孙,张再华

建筑结构学报. 2005, 26(01): 25-32.

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本文介绍了Z型檩条在模拟风吸力作用下稳定承载力分析的蒙皮支撑足尺模型试验研究,采用三种规范公式计算了其承载力,并与试验结果进行了比较,指出门式钢架规程、冷弯薄壁型钢规范及澳大利亚规范安全度均较高,博思格来实公司的镀锌钢檩条设计手册表值离试验值较接近,可靠度符合规范要求,具有良好的经济效益。在试验分析的基础上,指出撑杆与檩条的连接对于檩条承载力的发挥作用显著,对实际工程的设计施工提出了建议。

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2003年土木建筑工程类期刊评价指标

建筑结构学报. 2005, 26(01): 32-32.

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大开孔单层椭球网壳-组合楼板混合结构设计及稳定性分析

张明山,肖南,陈贤川,董石麟,邓华

建筑结构学报. 2005, 26(01): 33-38.

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本文以九寨沟甘海子国际会展中心展厅结构为工程背景,介绍了单层椭球网壳-组合楼板混合结构的分析设计过程。首先,采用相贯节点的计算理论,对该工程采用的鼓节点的设计进行了详细论述。此外,本文采用子空间迭代法对该混合结构进行了特征值屈曲分析;采用非线性有限元理论,结合N-R法和柱面弧长跟踪技术,对该结构进行了考虑初始缺陷的非线性全过程分析;并采用估算公式进行了校核。计算结果表明,特征值屈曲分析结果是局部失稳的极限荷载,而非线性屈曲分析结果是整体失稳的极限荷载。对于有局部刚度薄弱的结构,采用非线性屈曲分析得到的极限荷载更为合理。

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受压波纹板组局部相关屈曲特性研究

高轩能,吴丽丽,朱皓明

建筑结构学报. 2005, 26(01): 39-44.

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拱型波纹钢屋盖结构是一种典型的冷弯薄壁结构,其波纹截面板组的宽厚比远远超过有关规范宽厚比限值的上限要求,结构的极限承载能力既取决于其整体稳定承载能力也取决于其局部相关屈曲承载能力。本文根据拱型波纹钢屋盖结构的成型特点和受力特性,建立了波纹槽形截面板组局部相关屈曲分析的有限元模型,对不同宽厚比的受压波纹槽形截面板组的局部相关屈曲特性进行了理论计算,并与同形状同尺寸平板槽形截面板组的屈曲特性进行了比较分析。研究结果表明,如同平板板组一样,波纹板组也可能发生局部相关屈曲,但其板组屈曲半波长要受制于小波纹的几何尺寸,即屈曲半波应位于波形构造的波节点之间或波峰、波谷之间,而平板槽形截面板组的屈曲波长则可以自由调节,这点与平板板组的屈曲特性存在明显的差异。并且波纹的存在对板组屈曲性能有显著提高。理论研究与相应的试验研究符合很好。

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网壳结构铸钢球节点弹塑性分析及试验研究

卫星,李俊,强士中

建筑结构学报. 2005, 26(01): 45-50+59.

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为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测点应力测试值。结合理论分析和实体试验,分析了铸钢球节点的传力路径和和受力特点,指出其应力从连接端口到球体“高-低-高-低”的变化规律,按VonMises强度理论对其承载能力做出了评价。将管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的一项重要指标,对此进行分析并指出,大型铸钢球节点设计时可以通过控制该比值优化应力传递路径。

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钢框架的高等分析与设计

舒赣平,孟宪德,陈绍礼

建筑结构学报. 2005, 26(01): 51-59.

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针对现行钢结构设计方法的缺陷与不足,强调了钢结构进行高等分析与设计的重要性,从结构整体稳定的角度,基于改进塑性铰方法,讨论了计算单元、初始缺陷的引入、节点连接刚度及构件的塑性设计、结构的二阶分析等钢结构高等分析的基本要点,并对现行的极限状态分项系数法和改进塑性铰分析方法进行了比较。典型算例结果表明,采用的方法和NIDA-NAF程序可以准确考虑各种缺陷和设计参数对钢结构稳定承载力的影响,钢结构高等分析设计是现代钢结构设计发展的方向。

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体育场屋盖气弹模型设计及风洞试验研究

顾明,黄翔

建筑结构学报. 2005, 26(01): 60-64+107.

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空间结构气动弹性模型的设计和制作是非常困难的。本文根据一大型体育场环状挑篷的结构和风振响应的特点,合理简化相似准则,成功设计和制作了这一复杂结构的气动弹性模型,并在大型边界层风洞中模拟的B类风场、36个风向角下进行了试验。通过对结构典型测点加速度响应谱的特征分析以及对风向和风速对结构加速度和位移响应的影响的分析得到:看台以上挑篷中部的振动最强;风向对挑篷不同部分的振动幅值和参与振型有很大影响;挑篷的风致振动响应由多模态贡献。

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双幕墙长矩形建筑风荷载特性的试验研究

楼文娟,金虎,陈勇,曹立勇,姚静翔

建筑结构学报. 2005, 26(01): 65-70.

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以节能、生态为理念的双幕墙围护体系已逐步应用于高层办公建筑中。由于双幕墙之间存在通风廊道,因此对于双幕墙建筑有三个受风表面,即外层幕墙的内表面和外表面以及内幕墙的外表面,这使得风载取值变得复杂,目前也无规范可依。本文通过对杭州市某双幕墙办公楼的风洞试验研究,探讨了双幕墙建筑内、外层幕墙的风载取值问题;研究了门厅大跨挑篷风压分布特征,当风从侧面吹向挑篷时,挑篷上、下表面风载与普通屋盖挑篷相同,而当风从正面吹向挑篷时,挑篷上表面出现正风压,并对此现象进行了分析;文中针对该建筑物长宽比较大的特点,比较了大长宽比矩形建筑风载体型系数与规范给出的正方形建筑风载体型系数:当风沿建筑物长向流动时,采用规范给出的正方形建筑风载体型系数是可行的,当风沿建筑物进深方向流动时,其两侧及背风面的负压比正方形的大。

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南京站主站房地震模拟振动台试验研究

赵鹏飞,郝成新,潘国华,李敬学,郭占一,钱基宏

建筑结构学报. 2005, 26(01): 71-76.

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南京站主站房下部为混凝土结构,屋盖为斜拉钢结构。由于建筑造型的需要,结构复杂。对这种混合结构进行地震模拟振动台试验时,如何保证原结构与模型间的相似性是一个很重要的问题。本文较详细地介绍了此次地震模拟振动台试验的过程,包括模型材料的选择、模型的制作、地震波的选择、振动试验、结果分析等方面的内容,可为类似结构进行振动台试验提供参考。模型试验结果表明,在振动台模型中分别用砂浆和铜材模拟混凝土和钢材是完全可行的;对于屋盖为钢结构,下部为钢筋混凝土结构的混合结构,在地震作用下,下部钢筋混凝土更为不利;对于类似单向受力特性明显的结构,加强纵向联系是十分必要的。

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方钢管混凝土柱与钢梁连接节点的拟静力试验研究

宗周红,林于东,陈慧文,葛继平,杨强跃

建筑结构学报. 2005, 26(01): 77-84.

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本文进行了6个方形钢管混凝土柱与钢梁连接节点足尺模型的拟静力试验,包括穿芯螺栓-加劲端板连接(SEP)节点、缀板焊接连接(SPW)节点与常规栓焊(NBW)节点三种。比较了这三种连接节点在不同轴压比下的滞回性能、强度与刚度退化、延性性能、耗能能力以及破坏特征。结果显示:破坏大多发生在节点连接部位或钢梁局部屈曲或开裂,SEP节点与SPW节点的整体抗震性能要优于常规栓焊节点。

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劲性钢筋混凝土开洞低剪力墙拟静力试验研究

王曙光,蓝宗建

建筑结构学报. 2005, 26(01): 85-90+124.

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本文进行了10榀劲性钢筋混凝土开洞低剪力墙在低周反复荷载作用下的试验研究。结果表明,劲性钢筋混凝土低剪力墙延性相对较好,滞回曲线丰满,并有较强的塑性变形能力和耗能能力,承载力也有较大的提高。门窗洞口的存在对试件承载力有一定的削弱,但对延性和耗能能力则有一定的提高。采用劲性钢筋混凝土结构可有效地提高低剪力墙的抗震性能。

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钢筋混凝土抗震框架节点各机构传递剪力的定量分析

傅剑平,张川,白绍良

建筑结构学报. 2005, 26(01): 91-96.

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如何正确筛分钢筋混凝土抗震框架节点中两种传力机构,即斜压杆机构和桁架机构在节点不同受力阶段分担的节点剪力份额,是各国研究界在节点传力模型研究中至今未解决的关键问题之一,其核心问题是能否找到一种符合节点受力规律且力学概念清晰的确定这两类机构分担剪力份额的方法。本文在系列试验的基础上,通过对节点传力特征的分析,提出了一种“梁、柱简支杆模型”。利用这一模型可在已知节点周边梁、柱端正截面受力状况的前提下,合理确定梁端为对称配筋或非对称配筋时节点核心区两类传力机构分担的节点剪力份额。对比分析表明,这一方法的计算结果与试验结果符合良好。

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单轴压力下56.3～164.9MPa混凝土的应力-应变关系

王勇威,蒲心诚,王志军

建筑结构学报. 2005, 26(01): 97-102.

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本文通过对21组抗压强度达56.3～164.9MPa的高强/超高强混凝土棱柱体单轴受压下的性能研究,回归得出了轴压强度、峰值应变与抗压强度的关系式。同时,本文引入修正系数k,实现了不同强度等级混凝土应力-应变曲线上升段关系式的统一。研究发现,修正系数k随混凝土抗压强度提高而逐渐由0增大至接近1,这与应力-应变曲线上升段由抛物线向直线过渡的结论一致。当k=0时,该模型与HOGNESTAD公式一致。文末,仅通过混凝土立方体抗压强度,建立了不同强度等级混凝土的应力-应变曲线上升段本构关系,该模型结果与试验结果吻合很好。

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轻骨料混凝土局部承压试验研究及计算分析

刘强,孙敏,朱聘儒,邓景纹

建筑结构学报. 2005, 26(01): 103-107.

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进行了74个轻骨料混凝土局部受压试验,研究了承载力、裂缝及垫板下沉陷等方面的内容,提出了局压中可能出现的几种裂缝形式。给出了无筋轻骨料混凝土局部受压强度提高系数。为防止脆性破坏,限制面积比应不大于7。对于配筋试件,通过统计分析,给出了承载力计算公式及裂缝控制表达式。本文的建议可作为设计规程的背景参考资料。

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配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁受扭性能分析

祝明桥,方志,程火焰,胡秀兰

建筑结构学报. 2005, 26(01): 108-113.

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本文在配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件试验研究的基础上,应用空间软化桁架理论,结合钢纤维高强混凝土本构关系及其软化系数方程,编制了软化桁架模型分析程序对试验构件进行了全过程分析。分析时考虑了钢纤维高强混凝土的抗拉强度作用,不仅能较准确地得到极限扭矩,而且可以获得开裂扭矩,能较好地模拟试验构件的受力-变形全过程。其结论也得到其它相关钢纤维高强混凝土纯扭构件试验结果的证实。在此基础上应用软化桁架模型分析程序对配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件进行了参数分析,提出了相应的开裂扭矩和极限扭矩计算公式,为其工程应用提供依据。

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上部结构与地下室共同工作分析及地下室设计在SATWE中的实现

李云贵

建筑结构学报. 2005, 26(01): 114-118.

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对于带有地下室的高层、超高层和复杂多层建筑结构,在设计计算中如何考虑地下室结构和回填土的影响、如何合理简化形成符合工程实际的计算模型,并进行高效率、高精度设计计算是广大设计人员特别关注的一个重要问题。本文结合《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)和《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3—2002)的有关规定,重点介绍在SATWE软件中对有地下室结构分析模型的确定原则、分析参数的选取、地下室抗震设计和人防设计、以及地下室外墙平面外配筋设计计算等方面的内容,并介绍了SATWE软件有关上部结构与地下室共同工作分析及地下室设计功能的编制原理和应用要点,供广大设计人员参考。

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压力分散型锚杆在某基础抗浮工程中的应用

耿冬青,程学军,宋福渊,刘晓辉,王亮

建筑结构学报. 2005, 26(01): 119-124.

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为解决某地下车库基础抗浮问题,采用了压力分散型锚杆抗浮技术。通过锚杆极限承载力计算和锚杆结构设计,确定锚杆极限承载力为1300kN,锚杆的构造为在基础底板下土层内形成直径150mm、内设4个承载体、有效长度为23m的锚杆。本抗浮锚杆成孔采用泥浆护壁工艺,注浆采用常压注浆和二次高压注浆。通过现场试验研究,实测锚杆极限承载力大于设计值,为抗浮设计提供了合理依据。

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砂垫层隔震性能的试验研究

窦远明,刘晓立,赵少伟,刘稚媛

建筑结构学报. 2005, 26(01): 125-128.

摘要 ( )

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本文通过室内模型试验,以刚体试块代替刚度较大的砌体建筑物,进行了振动台的模拟试验,探讨了三种工况下,砂垫层减振的减振率,研究了砂垫层相对密实度对减振率的影响,比较了在密实状态及松散状态下、较密实状态下两种不同厚度、不同基底压力下砂垫层的减振效果。结果表明,随着砂垫层密实度的增加,减振效果有所减小。输入ElCentro波时,砂垫层厚度增加,减振效果增强,但输入正弦波时,厚度对减振效果影响不大。

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2005年, 第26卷, 第01期　刊出日期：2005-02-05

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