01
蜂窝单撑杆型索穹顶的构形及预应力态的简捷计算法
董石麟，郑晓清，涂源，陈伟刚
研讨了一种新颖的蜂窝单撑杆型索穹顶结构，它的几何构形为上弦索，是一种蜂窝形网格布置，整个结构仍属于“拉索海洋和压杆孤岛”张拉整体的Fuller构想，但并不要求压杆垂直水平面布置，而在径向平面内有一倾角，故可称为蜂窝单撑杆型索穹顶结构。采用节点平衡方程，对蜂窝单撑杆型索穹顶结构的预应力态提出了简捷分析法，详细推导了预应力索杆内力的一般性递推计算公式，并根据若干参数给出了大量算例计算结果，以了解索穹顶预应力态的分布规律和受力特性。研究工作可为索穹顶结构的选型和设计提供参考。
节点刚度对含有缺陷杆件网架稳定性的影响
02
李会军，何双华，龙婷婷
传统网架结构的设计与研究中，常假定节点为理想铰接（螺栓球）或刚接（焊接球），而实际上节点具有一定的变形能力，属于半刚性连接。为了厘清节点刚度对网架承载能力的影响，提出了一种含有缺陷杆件的半刚接网架力学模型。参考正则化弯曲刚度的概念，提出了采用正则化轴向刚度κa、正则化剪切刚度κs与正则化扭转刚度κt等指标来衡量节点各类刚度的大小。对例网架进行了双重非线性分析，系统地研究了节点各类刚度及节点大小对网架稳定承载能力的影响程度与规律。主要得出以下结论：节点轴向刚度直接决定了网架的整体刚度及稳定承载能力。当κa大于0.1时，节点轴向刚度对网架整体刚度及极限荷载的影响很小，而当κa小于0.1时，二者显著降低；对于承载能力由受拉杆件控制的网架来说，节点弯曲刚度对网架稳定承载能力的影响不明显，但当弯曲刚度过小时，节点会发生转动，使得极限荷载显著降低；节点剪切刚度对网架稳定承载力的影响不明显，仅当κs小于0.时，网架的极限荷载才显著降低；节点扭转刚度与节点大小对该网架稳定承载力的影响不明显。
03
含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构抗震性能分析
张浩，连鸣，苏明周
针对传统钢框筒结构地震耗能差和震后修复难度大等问题，结合剪切型耗能梁段耗能能力强及震后易修复、钢框筒抗侧刚度大、高强钢强度高且节约材料的优点，提出一种新型高层钢结构形式——含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构（HSS-FTS）。给出了HSS-FTS的初步设计方法和耗能梁段的布置原则，为比较HSS-FTS和传统钢框筒结构（FTS）的抗震性能，采用SAP各建立了一个40层的HSS-FTS和FTS有限元模型，验证了有限元建模的合理性，分别对两个结构进行反应谱分析和动力弹塑性时程分析。结果表明：多遇地震下，HSS-SFTS和FTS的层间侧移角、基底剪力、楼层剪力和剪力滞后效应无显著差别，HSS-FTS可以满足抗震规范层间侧移角的限值要求。罕遇地震和超大震作用下，HSS-SFTS的柱轴力分布相比FTS更为均匀，减小了结构的剪力滞后效应，HSS-FTS的塑性铰主要集中于耗能梁段处，改变了FTS的塑性铰发展机制，具有理想的破坏模式。在罕遇地震和超大震作用下，HSS-FTS的层间侧移角相比FTS分别降低了11.98%和13.63%，可有效减小震后结构的残余变形，降低耗能梁段的更换难度。HSS-FTS改变了FTS的耗能机制，在罕遇地震和超大震作用下，其耗能量相比FTS分别提高了86.58%和.09%，其耗能能力显著提升，有效降低了结构的水平地震作用，可减轻除耗能梁段外的非耗能构件受损程度，此种新型高层钢结构形式更易于震后修复与功能的快速恢复。
04
火灾下螺栓连接蜂窝梁孔间腹板屈曲性能分析
王庆杰，娄超，梁梦蝶，刘梅
采用有限元方法研究了火灾下螺栓连接蜂窝梁的屈曲性能，并与传统焊接蜂窝梁进行了比较，分析了不同连接方式对蜂窝梁孔间腹板的屈曲模式和屈曲温度的影响。除焊接连接蜂窝梁外，还对上、下两T形部分采用螺栓搭接连接、借助单侧拼接板对接连接和借助双侧拼接板对接连接的蜂窝梁进行了研究。对焊接连接蜂窝梁和螺栓连接蜂窝梁，均假设腹板孔间温度均匀分布。分析结果表明：在相同截面尺寸情况下，螺栓连接蜂窝梁几乎具有与传统焊接蜂窝梁相同的抗火性能；借助单侧拼接板和借助双侧拼接板对接连接的蜂窝梁的屈曲温度略大于传统焊接蜂窝梁的屈曲温度；而采用螺栓搭接连接蜂窝梁孔间腹板的屈曲温度稍低于焊接连接蜂窝梁的屈曲温度。
矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震性能试验研究
05
陈志华，高悦，于越，周婷，黄俊
为研究新型矩形钢管混凝土柱-H形钢梁下栓上焊隔板贯通节点的抗震性能，设计了槽孔型、圆孔型和焊接型下栓上焊隔板贯通节点足尺试件，通过进行低周往复加载试验考察不同的腹板连接构造形式对下栓上焊隔板贯通节点抗震性能的影响，并针对各试件的破坏特征和承载力、刚度、延性和耗能能力等抗震性能指标进行了试验数据的分析，最后运用力学分析的方法对节点的抗弯能力进行了理论研究，并与试验结果进行了比较。结果表明，不同的腹板连接构造对节点的抗震承载力影响不大，但对节点的延性、刚度和耗能能力有较大影响；适当降低节点域的刚度有利于改善节点的耗能性能；螺栓滑移能提高节点的耗能能力，对刚度退化影响不大；圆孔型和焊接型节点具有较好的延性和较高的刚度；理论推导得出的节点抗弯承载力与试验结果相差在10%左右，并且计算结果偏于安全。
06
内置横向插板加强空间相贯圆钢管节点受力性能研究
郭杰，杜新喜，袁焕鑫，程晓燕，
尹鹏飞，袁理明
对武汉天河机场T3航站楼屋盖结构中两个典型内置横向插板加强空间相贯节点受力性能进行了足尺破坏试验和有限元模拟研究，分析了两节点的破坏模式和应力变形发展过程，试验和有限元结果表明：两个试验节点均具有较高的安全储备，其破坏模式均为受压支管根部局部屈曲破坏。有限元可以较好地模拟节点加载过程，两节点中插板的存在可提高其极限承载力，但对各自主管的应力状态影响不同，JD2试件中插板可有效改善其主管的应力集中现象，JD1试件中插板对其主管应力状态影响较小。
07
高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的稳定承载力
申红侠
采用ANSYS软件建立有限元模型分析了Q钢焊接薄壁箱形截面双向弯曲压弯构件的极限承载力。分析中考虑了几何缺陷和材料缺陷，以及几何非线性和材料非线性的影响。同时，研究了构件长细比和板件宽厚比对极限承载力的影响；探明了构件达到极限承载力时真实的应力分布状态；提出了采用毛截面计算其承载力的简单计算公式；收集可获得的试验结果以验证提出的计算公式。研究表明，建立的有限元模型能够很好地模拟焊接箱形截面双向偏心压弯构件的局部-整体相关屈曲性能；在大部分情况下，无量纲极限承载力与构件长细比和板件宽厚比近似为线性关系；构件达到极限承载力时还处于弹性阶段；轴力和双向弯矩之间的相关曲线也近似为线性；引入屈服强度修正系数后，基于线性相关关系的计算公式能够很好地预测Q钢薄壁双向压弯构件的极限承载力；该公式还可推广到普通钢构件和更高强度的钢构件。
CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点静力
性能研究
08
邵永波，史曼瑜
通过对现有的碳纤维复合材料（CFRP）加固T形管节点试验进行有限元模拟，并得到试验验证之后，将该种建模方法用于CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点研究，考察了CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点加固以及修复的有效性。采用ABAQUS软件研究了含凹痕缺陷T形管节点在未经CFRP加固和采用CFRP加固后两种情况下的静力性能差异。研究结果表明：由于凹痕的出现，T形管节点的刚度和极限承载力均会产生下降，且不同尺寸的凹痕对管节点的刚度和承载力的影响不相同，凹痕的范围越大、深度越深，节点的刚度和极限承载力下降越明显。分别采用缠绕5层和10层的CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点进行加固时，其极限承载力分别提高了16.3%和26.8%。采用CFRP加固后T形管节点的极限承载力可高于不含凹痕缺陷的未加固管节点的承载力，说明CFRP对于加固含凹痕T形管节点是有效的。
09
钢结构交错桁架弦杆-SPD楼板下沉式节点抗剪性能研究
蒋路,谢骁蒙,李杰
采用SP板可以大大提升交错桁架钢结构的经济性，但交错桁架结构对楼板有传递水平剪力的特殊要求，为此提出了将预应力空心叠合板（SPD板）下降至桁架弦杆下翼缘，并通过对穿钢筋和后浇混凝土的共同作用来传递水平力的交错桁架弦杆-SPD楼板下沉式节点。该节点同时还可减少弦杆的防火涂料用量以及提升建筑净高。对该新型节点开展了3个不同直径对穿钢筋试件的抗剪试验，试验结果表明该节点具有较高的抗剪承载力和较好的延性，可以满足高烈度区高层交错桁架实际工程对楼板传递水平力的要求。通过将试验结果与国内外相关规范及理论计算结果的比较，得到了该新型节点抗剪承载力的建议计算公式。
10
大跨度钢结构楼盖振动舒适度分析
杜侠伟
结合实际案例，对某大跨度钢结构单体楼盖振动舒适度进行分析计算，并复核计算峰值加速度满足人体舒适度情况；介绍了大跨度钢结构楼盖模态分析、稳态分析、人行激励及人群节奏运动加速度分析的方法；阐述了柔性楼盖舒适度设计的注意要点。
九度区乌兹别克斯坦某银行超高层结构设计
11
闫锋，花炳灿，吴延因
乌兹别克斯坦某银行总部大楼位于首都塔什干，处于九度抗震设防区，建筑总高度.1m。综合考虑造价、工期、材料供应等因素，采用了带有阻尼器的钢骨混凝土框架-核心筒结构体系，在设备层结合悬臂桁架设置了黏滞阻尼器，在部分楼层的连梁中设置了连梁阻尼器，在部分剪力墙和框架柱中设置了钢板或钢骨。进行了结构超限分析，提出了结构抗震性能目标。描述了结构弹性分析主要结果。针对黏滞阻尼器和连梁阻尼器进行了结构减震分析，阐述了阻尼器的减震效果。结合钻石形钢屋顶的空间形状选择了合适的结构方案，描述了钢屋顶结构设计中的关键问题。最后，介绍了整体结构的大震弹塑性分析结果。
12
某大跨转换桁架高层钢结构设计
童骏
阐述了上海某大跨转换高层钢结构设计思路，根据该工程的体型特点，对比了多种不同的转换结构方案，综合考虑各种因素最终选择了“下托式”主、次桁架转换方案。计算结果表明，采用该方案的结构整体指标满足规范要求，具有足够的抗侧刚度。在转换桁架设计中考虑了次框架的空腹桁架效应、活荷载不利布置和防连续倒塌等因素影响；对转换层的楼板应力及转换桁架钢结构关键节点进行了有限元分析，并提出了相应的加强措施；通过施工模拟分析评估了施工顺序对整体结构的影响。该项目的设计过程及方法可为类似项目提供参考。
13
昆明某超高层公寓建筑钢结构
减震设计
李立树，陈光远
某超高层建筑结构高度为.8m，位于8度地震高烈度区，采用钢框架-钢支撑筒体系。介绍了该高层建筑的减震结构体系、地基基础和钢柱脚节点设计。为改善结构的抗震性能，采用了防屈曲支撑和钢连梁作为耗能构件。采用了PERFORM-3D软件分别对减震模型和非减震模型进行了罕遇地震下弹塑性时程分析。结果表明，防屈曲支撑既起到了耗能作用，又维持了支撑筒内各支撑框架的刚度（相对于普通支撑），有利于发挥钢连梁的耗能作用；罕遇地震下消能构件耗散了大量能量，减轻了主体结构的损伤，达到了预期的抗震性能设计目标。
东方之门天桥隔震支座设计
14
李立树
东方之门天桥系南北裙楼6~8层的空中通道，偏于裙楼最西侧，天桥体量高且跨度大，桥面呈弧形并向外倾斜，天桥结构与裙楼结构采用叠层橡胶支座和U形钢阻尼器联合隔震支座连接。对东方之门的天桥隔震支座设计进行了研究。在静力作用下，对隔震支座进行了设计，包括支座性能参数选择和在正常使用极限状态和承载力极限状态下的可靠性验算。采用非线性动力响应分析方法对连体结构支座的隔震性能进行了计算和评估，包含承载力、变形和抗倾覆能力。此外，考虑天桥结构的易倾覆性，设计了附加抗倾覆措施。
15
面向钢结构工厂的无纸化质检系统设计与应用
裘建华，孟玲霄，王强强，曹伟东，陈泉
为提高钢结构工厂质量检测管理的信息化水平，实现质检过程可视化和信息共享，提出一种结合BIM和WebGL技术的面向钢结构工厂无纸化质检的系统。在明确系统需求、定义相应功能、描述系统工作流程、建立系统整体框架的基础上，基于BIM及WebGL技术搭建了系统平台。平台利用BIM技术实现BIM模型到构件图纸再到构件属性智能拆分读取，利用WebGL技术实现构件图纸在浏览器中渲染及操作。研究表明结合钢结构工厂质检应用场景设计面向钢结构工厂的无纸化质检应用打破了常规质检方法，实现了工厂加工质量精细化管理，提高了构件加工质量，实现了全过程的质检信息分享。
16
成都万达城水雪综合体中、高区钢结构工程施工方案比选
蔡柳鹤，成精，邹海涛，丁坚龙，
邢遵胜，贾尚瑞
钢结构工程的施工有多种不同的施工方案，其方案的选择主要受到场地条件、经济性、工期要求等多种因素的影响。施工方案分析的目的在于保证工期的前提下，寻求一种经济、安全的施工方案。以成都万达城水雪综合体为例，对中、高区钢结构屋盖的几种不同施工方案做了详细的对比分析，分别从场地条件、经济性、工期保证等方面进行了剖析，最终得出最适合本工程钢结构的施工方案，即中区采用累积提升施工方案，高区采用累积滑移施工方案。成都万达城水雪综合体中、高区施工方案的选取可为后续类似工程提供参考。
白浪河无轴式摩天轮钢结构施工过程
模拟与监控
17
刘哲，严加宝，史奉伟
白浪河无轴式摩天轮采用创新的固定立体环状结构形式，其施工过程中风荷载和温度作用影响显著。为保障结构的施工安全和安装精度，采用非线性分步建模技术对结构施工全过程进行模拟分析；基于模拟结果确定了结构合拢温度和变形预调值，并对结构施工过程和加载过程关键杆件进行监测。结果表明：施工过程中温度作用所引起的结构应力可达60MPa，在分析时应考虑构件安装温度的影响；采用正装迭代法确定结构变形预调值可有效控制结构的最终位形，合理选择合拢温度可降低竣工后结构的应力水平，最大应力降幅达40MPa；施工过程和加载过程中结构关键杆件应力及位移均在可控范围之内，施工方案可行。研究成果可为类似结构施工提供技术支撑。
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