天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2016年第S1期杂志 文档列表

天津图书馆铸钢节点力学性能1-9

摘要：天津图书馆上部大跨度钢管桁架结构铸钢节点构造和受力情况较为复杂,为了评估铸钢节点的力学性能和安全性能,进行了铸钢节点的有限元分析和试验研究.采用ANSYS建立了考虑几何非线性和材料非线性的三维数值模型,对铸钢节点的应力和变形进行有限元分析,完成了两个足尺试件的检验性试验和一个缩尺模型的破坏性试验.有限元分析和试验结果表明,铸钢节点倒角处易产生较大的应力集中,极限承载力为设计荷载的3.6倍,铸钢节点具有较大的安全储备,能够满足工程设计要求.

刚果(布)Loukouni桥关键细节的疲劳试验研究10-16

摘要：随着交通流量的增大,疲劳破坏已经成为钢结构桥梁主要考虑的失效模式之一.为了避免疲劳造成的损伤破坏问题,针对新建的一座上承式钢箱拱桥Loukouni桥,选取了拱肋和横撑处的2个典型疲劳构造细节进行了疲劳试验,分析了2种疲劳构造细节的失效模式;针对2种疲劳细节得到了相应的名义应力-寿命曲线,并与各国规范中的曲线进行了比较.结果表明,拟合出的名义应力-寿命曲线与中欧两种规范给出的直线拟合度较高,能够很好地反映疲劳细节的疲劳性能,可应用于类似工程的相关疲劳细节中,为后续桥梁疲劳性能研究提供技术支持.

不同遮阳措施下钢管太阳辐射非均匀温度场研究（英文）17-21

摘要：对于大跨度钢结构而言,太阳辐射下的非均匀温度场会引起显著的热变形和热应力,加大了结构设计的难度.为了减小太阳辐射作用下钢管的温度,本文提出了四种遮挡构造,并通过试验研究了四种构造降低钢管温度的效果,具体结论如下:(1)夏季太阳辐射作用下,无遮挡措施的试件和腹板开洞试件的最高温度分别为65.1,℃和54.5,℃,采用开孔遮阳板、无开孔遮阳板和带保温层遮阳板防护的钢管温度均在45,℃左右;(2)太阳辐射作用下钢管温度常超出周围环境气温30,℃左右,使得室外大跨度钢结构产生较大的热变形和热应力;(3)腹板开洞对降低太阳辐射下钢管温度效果不明显,而采用开孔遮阳板、无开孔遮阳板和带保温层遮阳板等构造措施能显著降低太阳辐射下钢管温度.采用开孔钢板遮挡构造一般造价低、风荷载小,因此建议今后在工程中采用.

大悬挑钢结构风洞试验与风荷载数值模拟22-27

摘要：以烟台福莱山公园海之泉工程为背景,进行了大型风洞试验,并基于ANSYS CFX软件建立计算模型,采用SST k-ω湍流模型进行了多个风向角时的数值模拟,获得结构风荷载体型系数,并与风洞试验的测量结果进行对比,得出其体型系数分布规律.结果表明:CFD数值模拟方法可以较为准确地反映结构表面实际风压的分布规律,屋面最大负风压区出现在沿风向的直线上,且迎风向前端出现正压区.

两端固支圆钢管侧向抗冲击性能试验研究28-33

摘要：对钢结构常用直缝焊管抗冲击性能进行落锤冲击试验研究.为实现圆钢管两端固支约束设计了相应的加载试验平台及夹持装置,研究了冲击高度、钢管长径比、锤头形状对圆钢管抗冲击性能的影响.结果表明:圆钢管失效形式均为剪切失效,随冲击能量增加圆钢管变形依次为弹性小变形阶段、塑性大变形阶段、剪切失效阶段等3个阶段;冲击高度、钢管长径比对应变增长速度、冲击持时和冲击力峰值均有影响;塑性铰形状取决于冲击物形状.

半平行钢丝束对称断丝理论模型34-40

摘要：针对半平行钢丝束内部断丝问题,提出了一整套考虑接触挤压传递规律和钢丝间摩擦效应的对称断丝计算理论模型.并依据半平行钢丝束内钢丝的排列和截面收缩规律,得到了拉索内部任意位置钢丝的轴力系数,以及内部钢丝之间挤压力传递规则.采用迭代法计算断丝周圈摩阻力及断丝内力变化,并沿钢丝逐步积分计算了断丝轴力恢复长度.采用该对称断丝理论模型分析了断丝及周圈钢丝内力重分布规律以及不同断丝参数下断丝轴力恢复长度的变化规律.研究成果提供了一种半平行钢丝束断丝效应的研究新方法.

钢管束混凝土组合墙-梁翼缘加强型节点抗震性能试验41-47

摘要：对钢管束混凝土组合墙-梁刚接节点抗震性能进行研究,设计1个肋板型节点和3个翼缘加强型端板节点试件,进行低周反复荷载试验.考察翼缘与墙体是否焊接对肋板型节点的影响和翼缘补强及端板厚度对端板型节点的影响,研究节点的破坏形态、极限承载力、滞回性能、延性、耗能能力等.研究结果表明,肋板型节点和端板型节点都展现了很好的承载能力和抗震性能;肋板型节点因翼缘与墙体未进行焊接,虽延性有所提高但降低了其承载力,削弱了其抗震性能;端板型节点的承载力和抗震性能随着端板厚度的增加而增强,端板厚度对节点有较大影响;端板型节点在梁翼缘增加了贴板后,对极限承载力、延性、刚度等均有一定提高,但耗能能力有微小下降,翼缘加强后在梁翼缘可以有效地形成塑性铰,达到"强节点,弱构件"的抗震设计要求.

考虑拉索锈蚀与松弛的弦支筒壳结构可靠性分析48-54

摘要：针对弦支筒壳结构中因拉索的锈蚀和松弛而引起的拉索预应力损失问题,基于可靠度理论,采用大型有限元分析软件ANSYS中的PDS模块对弦支筒壳结构进行了正常使用极限状态下拉索的可靠性分析.选取预应力损失对其影响较大的中部拉索进行锈蚀与松弛的模拟,通过使拉索横截面积和预应力呈百分比递减,分别模拟了单根和多根拉索的锈蚀与松弛.得到不同位置处拉索的可靠度指标根据输出的不同位置处的可靠度指标及其变化趋势,并据此得出拉索的锈蚀对结构可靠度的影响有一定的缓冲,松弛对结构可靠度的影响呈线性相关等结论.

负载下钢框架梁柱节点盖板法加固承载性能试验研究55-63

摘要：研究钢框架梁柱节点负载下焊接盖板加固之后的力学性能,为工程设计提供参考,为相关规范修订提供理论依据.通过对4个节点试件的试验研究,考虑梁端不同初始负载等级影响,重点分析了梁柱节点的破坏形式、承载力、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能,并且对比分析了加固之前的文献.结果表明:负载下焊接盖板加固梁柱节点能够有效地提高其承载力和延性耗能能力,并成功地将塑性铰外移到距盖板末端约1/4梁高截面位置,保护了梁柱翼缘焊缝,达到了加固的目的.

桥梁满堂脚手架在偏心荷载作用下的承载性能研究64-72

摘要：满堂脚手架在桥梁施工中已被广泛应用,但由于对此结构体系各构造因素及荷载作用形式与承载性能之间的关系尚缺乏详细了解,导致近些年桥梁满堂脚手架倒塌事故频发.现有各种满堂脚手架承载力计算方法中,没有考虑满堂脚手架中上部荷载通过顶层水平杆"偏心传递"给立杆、扣件的"偏心连接"而导致的立杆与横杆不在同一平面内的影响以及架体顶部在受到偏心施加的局部堆积荷载不利情况下承载能力的降低(以上3种偏心作用可以统称为偏心荷载).针对上述情况,在分析桥梁满堂脚手架结构体系特点的基础上,进行了5组原型试验,提出了考虑偏心荷载作用下的桥梁满堂脚手架数值计算模型,并对其进行了参数化分析,找出了偏心荷载对不同搭设参数桥梁满堂脚手架承载性能的影响规律.结果表明,偏心荷载将对满堂脚手架的承载性能产生不利影响,较大的偏心局部堆积荷载容易造成桥梁满堂脚手架局部杆件失稳,进而引起架体整体倒塌.

装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究73-79

摘要：为深入研究装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能,采用理论分析方法推导了组合螺栓连接节点的初始转动刚度计算公式,对7个节点试件建立了ANSYS有限元模型进行单向静力加载数值模拟分析.研究了内套筒厚度、端板厚度、加强肋板、制作误差等对节点力学性能的影响.研究结果表明,节点刚度随内套筒厚度增加而增大,增加内套筒厚度是提高节点刚度的有效手段,但内套筒厚度过大不够经济,建议实际工程中,内套筒厚度大于柱壁厚度2,mm;内套筒与柱壁安装间隙过大会显著降低节点刚度,应尽可能减小制作误差,将内套筒与柱壁安装总间隙控制在4,mm之内;端板厚度对节点初始转动刚度影响不明显;节点初始转动刚度理论计算公式与有限元数值计算结果取得了较好的一致性.本文研究内容可为装配式钢结构梁柱连接节点的理论分析和工程应用提供参考.

钢结构现浇楼板施工中快速拼装模板体系80-87

摘要：针对目前几种常用模板支撑体系存在的不足,提出了一种适用于钢结构建筑现浇楼板的新型快速拼装模板支撑体系,即悬挂式模板支撑体系.通过理论计算与试验测试,对悬挂式模板支撑体系的力学性能进行了系统研究,在保证模板支撑体系中的所有构件在施工中不发生塑性变形且有足够的刚度与稳定性的前提下,所确定的具有标准化尺寸的L型钢挂件、定位钢板与定位螺栓可以很好地应用于常用柱网在5.5~12.0,m之间的楼盖施工.对于方钢管龙骨,在确定其标准化截面尺寸后,考虑3种壁厚(5,mm、10,mm和15,mm),研究表明,5,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~7.0,m的柱网楼盖施工,10,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~9.0,m的柱网楼盖施工,15,mm壁厚的方钢管龙骨可适用于5.5~12.0,m的柱网楼盖施工.

基于不同时间-温度场模型的索穹顶火灾响应分析88-96

摘要：针对跨度71.2,m的Levy型索穹顶,采用ISO834标准升温曲线和实用大空间建筑火灾空气升温经验公式,分别计算索穹顶各节点处在火灾下的时间-温度场模型.同时基于FDS场模拟软件,考虑索穹顶屋顶中心设有排风口与未设排风口两种情况,模拟得到了索穹顶在火灾过程中的时间-温度场模型.随后采用ANSYS有限元分析软件,数值模拟索穹顶在上述4种不同的时间-温度场模型的结构响应,并进行了对比分析.结果表明:在地面中心火源的火灾过程中,索穹顶中心拉力环位移最大,竖向位移逐渐增大;在采用ISO834标准升温曲线、实用大空间建筑火灾空气升温经验公式及FDS模拟屋顶中心未设有排风口情况下,内脊索索力逐渐下降至零,最终退出工作,导致结构整体失效;采用传统已有的经验公式得到的时间-温度场与大空间穹顶建筑的实际时间-温度场相差较大,应依据实际建筑体形以及排风口设置情况确定时间-温度场模型.

大跨钢桁架与柱销轴连接节点设计与有限元分析97-103

摘要：针对大跨钢桁架与柱销轴连接节点,采用欧洲规范进行了计算分析和设计,并利用有限元软件ABAQUS对4种不同尺寸的节点进行了非线性有限元数值分析.研究了节点在受力过程中的荷载-位移关系、破坏模式、极限承载力和设计承载力,通过有限元结果与试验结果对比验证了有限元分析模型的准确性,并进而与规范计算的结果进行对比.结果表明:销轴节点工作性能非常显著,在设计荷载下处于弹性阶段,规范计算的结果与有限元分析结果符合较好,为销轴节点在实际工程中的应用提供了可靠的设计依据.

高强钢结构抗火研究进展104-121

摘要：高强钢结构的性能与应用是近年来建筑结构领域的热点研究课题之一,其火灾性能至关重要.本文总结国内外高强钢结构的抗火研究现状,包括高强钢高温材料性能、高强钢构件抗火性能以及高强钢用于梁柱连接节点的抗火性能研究等.不同种类高强钢的高温力学性能差异显著,且基于普通钢材料力学性能的现行钢结构设计规范均不能经济可靠地指导高强钢结构防火设计;国内外对高强钢构件及节点的抗火性能研究以理论分析和数值模拟为主,试验研究相对匮乏,远不能满足高强钢结构设计需求.因此,有必要进行更多更深入的试验和理论研究,以完善高强钢结构的设计理论,为相关设计规范修订提供依据.

Q345qD桥梁钢高周疲劳性能及γ-P-S-N曲线试验研究122-128

摘要：针对桥梁钢Q345q D的力学性能及高周疲劳特性,分别使用直径10,mm的圆棒试件和沙漏型试件进行了轴向拉伸试验及轴向疲劳试验,得到Q345q D完整的材性数据及应力-寿命曲线（S-N曲线）.考虑到材料疲劳寿命离散性较大,为了便于工程应用,采用单侧容限统计方法,研究在给定置信度下各应力水平对应的Q34q D的安全疲劳寿命,得出了同时考虑置信度和存活率的设计疲劳曲线.研究结果表明桥梁钢Q345q D在常温下具有较好的疲劳性能,随应力水平的降低疲劳寿命明显增大,疲劳寿命曲线迅速趋于水平,疲劳极限在Smax=273278,MPa之间.

车辆撞击钢结构人行天桥有限元分析129-136

摘要：采用通用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,对车辆撞击钢结构人行天桥钢柱进行分析.分别以一定质量的小型车辆和不同质量的大型车辆正面撞击人行天桥的钢柱,考虑不同撞击速度,得到人行天桥的应力时程、柱顶位移时程、被撞位置位移时程及柱顶最大位移与车辆速度和质量的关系.通过位移等效分析,得到了小型车辆和大型车辆撞击等效静力荷载的计算公式.最后针对钢结构人行天桥的特点,提出了可行的撞击防护措施.

蒸压硅酸盐企口砌块砌体弯曲抗拉性能试验137-142

摘要：为编制《蒸压硅酸盐砌块小型砌块应用技术规程》提供试验依据,研究了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯性能.按照《砌体基本力学性能试验方法》(GB/T50129—2011)的要求分别进行沿通缝和沿齿缝弯曲抗拉试验,并与混凝土多孔砖砌体的抗弯性能进行对比.结果表明:不论沿通缝弯曲抗拉还是沿齿缝弯曲抗拉,蒸压硅酸盐企口小型砌块试验平均值均高于规范中混凝土多孔砖砌体弯曲抗拉强度计算平均值,试验测得沿通缝试件弯曲抗拉强度低于沿齿缝试件弯曲抗拉强度,为沿齿缝试件弯曲抗拉强度的1/2.同时将试验数据进行回归统计分析,提出蒸压硅酸盐砌块砌体弯曲抗拉强度平均值计算公式,砌块中榫卯结构的设置提高了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯力学性能.