大跨度結(jié)構(gòu)的案例
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)理論計算
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)理論計算
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)計算理論.part1.rar
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)計算理論.part2.rar
大跨度橋梁結(jié)構(gòu)計算理論.part3.rar
大跨度鋼結(jié)構(gòu)地震過程仿真分析
大跨度鋼結(jié)構(gòu)地震過程仿真分析
近期，人們被日本九州地震和南美厄瓜多爾地震給震怕了，有人調(diào)侃“地球進入振動模式”，實際上從長期來看，世界范圍內(nèi)的地震出現(xiàn)頻率和級別并無異常。在我們的科技水平還無法準確預(yù)測地震的時候，防震救災(zāi)工作就顯得很重要，例如建筑設(shè)備的抗震能力能否抵抗住某次大級別地震，關(guān)系到人們生命安全問題。
以某個大跨度鋼結(jié)構(gòu)為例，介紹一下CAE方法在地震分析中的應(yīng)用。
地震分析方法一般分為底部剪力法、反應(yīng)譜法和時程分析法。CAE領(lǐng)域常用反應(yīng)譜法或時程分析法，時程分析法采用的載荷是某次具體的地震波，反應(yīng)譜法是多個地震波的統(tǒng)計結(jié)果，由時域轉(zhuǎn)換成頻域而來，從計算的經(jīng)濟性和通用性考慮，最常采用的是反應(yīng)譜法。
地震波反應(yīng)譜
學(xué)過力學(xué)的朋友都知道，地震波分為橫波和縱波，由于縱波的傳輸速度比橫波快，從振源首先到達地表，因此震中地區(qū)的人們首先感到的是上下震動，然后是橫向振動，豎向地震的加速度值比橫向要小，國標規(guī)定取橫向數(shù)值的65%，因此對地面設(shè)備造成最大破壞的是橫波的剪切作用。CAE分析過程也分為豎向地震和橫向地震。
在abaqus中采用反應(yīng)譜法進行地震分析，需要先提取結(jié)構(gòu)的頻率，然后再進行反應(yīng)譜分析，同時輸入定義好的反應(yīng)譜和阻尼，反應(yīng)譜可以是加速度譜、位移譜、速度譜等內(nèi)容：
提交計算后就可以得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)：
今年7月28日是家鄉(xiāng)唐山抗震40周年紀念日，在技術(shù)落后的年代，自然災(zāi)害帶來的后果是慘痛的。
文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號：SmartFEA
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展開 基于OptiStruct的拓撲優(yōu)化技術(shù)在大跨度桁架結(jié)構(gòu)中的運用
一、研究背景
桁架結(jié)構(gòu)廣泛運用于大跨度建筑結(jié)構(gòu)中，如體育場、體育館，演藝中心、會議中心、超高層連廊等等。研究桁架的最優(yōu)受力形態(tài)對工程有極大的意義。
二、研究內(nèi)容
?支座約束形式對桁架拓撲形式的影響
?荷載形式對桁架拓撲形式的影響
?跨高比對桁架拓撲形式形式的影響
三、研究模型
?本桁架跨度30米，桁架跨高比分別為1/5，1/10，1/15；約束條件分別為上部約束，下部約束，上下約束；荷載分別為均布荷載，跨中集中荷載，1/3跨集中荷載。
模型一
模型二
模型三
模型四
模型五等共十八個模型
四、結(jié)論
基于以上分析可以得到:
?拓撲優(yōu)化的形狀較我們平常設(shè)計的桁架形式有較大的區(qū)別。
?支座形式、荷載形式、跨高比都很大程度影響桁架的最優(yōu)拓撲形狀，在具體項目實踐中應(yīng)該根據(jù)實際條件分析最優(yōu)的拓撲形狀。
拓撲優(yōu)化技術(shù)在大跨度桁架結(jié)構(gòu)中的運用.ppt
展開 大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
▼ 現(xiàn)場實施圖
結(jié)語
（1）本工程中央站房66m跨大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架采用分段吊裝、高空合攏的吊裝方案進行吊裝，C、D兩個流水段共用時4個月完成了12000t鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工作，為確保工程總體施工進度打下了堅實的基礎(chǔ)。
（2）本工程大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架施工過程中，結(jié)構(gòu)最大變形36mm，最大應(yīng)力45.51Mpa，結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力均滿足規(guī)范和設(shè)計要求。分段吊裝施工與結(jié)構(gòu)一次成型相比，附加變形1.9mm，附加應(yīng)力1.2MPa，附加變形和附加應(yīng)力均較小，滿足施工要求。分段吊裝、高空合攏吊裝方案安全合理。
來源： 科技建工 （crceg-science）
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基于Python的Hyperstudy二次開發(fā) 大跨度屋面結(jié)構(gòu)樹形柱的優(yōu)化
基于HyperStudy大跨屋面結(jié)構(gòu)樹形柱的優(yōu)化.pptx
本次優(yōu)化案例來源為本團隊正在進行的一個項目中的電影院入口鋼結(jié)構(gòu)雨棚，該雨棚的跨度為40mx40m，屋頂結(jié)構(gòu)形式為雙向桁架，由12根樹形柱支撐。
1、本團隊通過python語言編制了Hyperstudy與SAP2000之間的接口hyperstudy-sap2000.exe
使Hyperstudy 可以應(yīng)用到土木工程領(lǐng)域。
2、本團隊對一個實際的工程項目“大跨度鋼結(jié)構(gòu)雨棚樹形柱”進行了優(yōu)化分析，驗證了接口的可用性以及Hyperstudy 可以應(yīng)用到土木行業(yè)的設(shè)計分析中。
3、優(yōu)化的結(jié)果驗證了Hyperstudy其優(yōu)化算法的高效性以及對土木結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性。
4、本次課題重點是實現(xiàn)了Hyperstudy的多學(xué)科應(yīng)用，在后續(xù)的過程中可以不斷豐富hyperstudy-sap2000.exe ，使其功能更加強大，將Hyperstudy的優(yōu)化算法更好的應(yīng)用到土木領(lǐng)域中。
展開 大跨度筒倉水泥儲存庫數(shù)值模擬分析與研究
大跨度筒倉水泥儲存庫數(shù)值模擬分析與研究
1. 計算任務(wù)
由于水泥儲存庫放料口上部為一個大跨度混凝土圓形筒倉，通用的結(jié)構(gòu)分析軟件不能對此進行分析，故采用有限元軟件ABAQUS進行強度及剛度的計算。ABAQUS也是美國達索公司旗下產(chǎn)品，是一款功能強大、應(yīng)用很廣的有限元分析軟件，其可用于解決從簡單線性分析到復(fù)雜非線性分析等各類問題。ABAQUS擁有一個豐富多樣的單元庫和材料模型庫，可模擬多種工程材料的性能，其中包括金屬、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、高分子材料、泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料，作為通用的模擬工具，ABAQUS除了能解決大量結(jié)構(gòu)問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析等。
2. 設(shè)備基本情況
大型通用有限元軟件ABAQUS采用的設(shè)備如下圖所示。
3. 筒倉荷載
荷載分項系數(shù)，恒載為1.3，活載為1.3。
面荷載：
（1）恒載：40*1.45=58kN/m2;
（2）活載：190*1.45=275.5kN/m2 。
減壓錐區(qū)域線荷載：
（1）恒載：（65.4*1.45+52）=146.83 kN/m;
（2）活載：311*1.45=450.95 kN/m。
4.有限元建模理論
通過三維建模軟件Rhino對整個結(jié)構(gòu)進行建模，混凝土采用實體單元，鋼筋采用桁架單元，將建立的模型分別導(dǎo)入ABAQUS軟件進行分析，其中混凝土采用混凝土塑性損傷模型，鋼筋采用雙折線模型，對其進行力學(xué)分析。其中CDP模型本構(gòu)關(guān)系中采用了有效應(yīng)力和硬化變量來進行描述：
受壓時取0.35~0.7，本文均取0.6。鋼筋本構(gòu)模型常用的主要有理想彈塑性模型和彈塑性強化模型，如圖4-4所示。
展開 湖北的橋：持續(xù)在大跨度上的突破
湖北大跨度橋梁的四大特點
綜觀湖北大跨度橋梁，有如下基本特點：一是數(shù)量多，建設(shè)集中；二是主跨大，各類型橋梁主跨跨徑在國內(nèi)乃至世界上都名列前茅；三是橋梁體系類型齊全，大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋均有采用；四是重視技術(shù)創(chuàng)新。
數(shù)量多
據(jù)統(tǒng)計，湖北已建和在建主跨400米以上橋梁50余座，其中，跨長江橋梁32座，其他主要分布在鄂西山區(qū)。這些橋梁往往多集中建設(shè)，如目前湖北同時在建7座長江大橋，鄂西山區(qū)一條高速公路同時建設(shè)10座以上主跨超過200米的高墩大跨橋梁，對橋梁建設(shè)管理和設(shè)計施工能力都是很大的挑戰(zhàn)。
主跨大
目前，湖北已建和在建長江大橋達32座，主跨都在700米以上。這些橋梁中，武漢楊泗港長江大橋為主跨1700米的雙層公路橋，跨度居于世界第二，也是世界上最大跨度雙層懸索橋；香溪長江公路大橋為主跨519米的中承式鋼箱桁架拱，是世界最大跨度的全推力拱橋；斜拉橋跨徑在800米以上的有9座，有跨度居于世界第四位的斜拉橋-青山長江公路大橋，為主跨938米的鋼箱混合梁斜拉橋。混凝土斜拉橋跨徑達500米的荊州長江大橋，建成以來主跨跨度一直居同類橋梁亞洲第一，世界第二。
體系類型齊全
湖北省大跨度橋梁類型齊全，大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋均有采用。其中懸索橋有自錨式、三塔四跨、雙塔等體系，主梁類型有鋼箱梁、鋼混組合梁、鋼桁架等多種形式；斜拉橋有地錨式、全漂浮、半漂浮、單塔、雙塔、多塔等不同體系，主梁類型更是多種多樣；大跨度拱橋既有鋼管混凝土拱橋，也有鋼箱桁架拱橋，根據(jù)建設(shè)條件，不同的支承體系均有采用。
展開 大跨度輕鋼屋架吊裝參數(shù)設(shè)計與施工
目前工業(yè)廠房多采用排架結(jié)構(gòu)，屋架采用輕鋼屋架，為減少高空作業(yè)和高處墜落風(fēng)險，施工中應(yīng)盡量在地面作業(yè)，采用起重機吊裝屋架。起重設(shè)備規(guī)格型號、吊繩規(guī)格型號、吊點位置及吊繩角度是吊裝的重要參數(shù)，吊裝前必須進行吊裝設(shè)計，選擇最優(yōu)方案，確保吊裝過程安全。
1?工程概況
云南某海綿鈦項目還原蒸餾工段，總長度為310?m。采用現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu)，獨立基礎(chǔ)。屋架為輕鋼屋架,共49榀，跨度為27?m，柱頂標高為27.000?m，柱距有6?m，10?m，12?m三種。屋架高度為1.5?~2.85?m。 GWJ?27—1和GWJ?27—3屋架上弦支撐桿件重1.263?t，下弦支撐桿件重0.808?t，兩榀屋架和上下弦支撐桿件總重5.648?t；型號GWJ?27—5A改的屋架上弦支撐桿件重4.066?t，下弦支撐桿件重1.853?t，兩榀屋架和上下弦支撐桿件總重11.684?t；型號為GWJ?27—5?B改的屋架上弦支撐桿件重3.702?t，下弦支撐桿件重2.589?t，兩榀屋架和上下弦支撐桿件總 重12.075?t。
本工程~/軸有4?m×4?m的基坑，其底標高為–1.700?m，~/軸有1?m×1?m短柱和柱腳螺栓，短柱頂標高為–0.500?m，跨內(nèi)地坪標高約–0.500??m。
2?吊裝方案
本工程地處山坡風(fēng)口處，常年吹東南風(fēng)，且風(fēng)力較大。施工時處于冬季，因晨霧較大導(dǎo)致能見度低，輕鋼屋架上易結(jié)露，構(gòu)件表面濕滑。構(gòu)件采用CO2氣體保護焊，在30?m高空焊接作業(yè)安全隱患大。因風(fēng)大且濕度較大，難以保證焊接質(zhì)量。 為減少高空作業(yè)，在現(xiàn)場的制作場集中制作輕鋼屋架，完成后用平板車運至車間內(nèi)進行組裝，將兩榀屋架組裝為一個單元進行吊裝，屋架上下弦支撐桿件、屋面檁條等桿件焊接作業(yè)均在地面進行。
2.1?
展開 林樹枝：裝配式建筑的未來——鋼結(jié)構(gòu)大發(fā)展
鋼結(jié)構(gòu)公共建筑
大跨度鋼結(jié)構(gòu)在體育館、會議展覽中心、車站、候機樓等大空間公共建筑中的應(yīng)用越來越多，鋼結(jié)構(gòu)已從一種結(jié)構(gòu)設(shè)計工具變成一種建筑思潮。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有建筑美學(xué)和建筑工具的雙重內(nèi)涵。
鋼結(jié)構(gòu)公共建筑緣何興起？這離不開鋼結(jié)構(gòu)固有的“先天優(yōu)勢”。鋼結(jié)構(gòu)抗震能力強、施工速度快、工期短，構(gòu)件加工精度高、安裝尺寸相對精準，可控性強。若建筑方案追求大膽創(chuàng)意和獨特造型，結(jié)構(gòu)體系非鋼結(jié)構(gòu)莫屬。
廈門的典型工程實例
超高層辦公建筑-廈門財富中心
全鋼結(jié)構(gòu)建筑，地下5層，地上39層，建筑總高度192m。
特點：①跨度大、柱網(wǎng)稀、凈空高；②結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面小，有效使用面積大；③視野開闊、物業(yè)品質(zhì)高；④鋼結(jié)構(gòu)吊裝速度快；⑤逆作法施工，節(jié)省工期。
廈門帝景苑
全國最高的全鋼結(jié)構(gòu)住宅大樓。5幢，62層，建筑高度258米。
住宅公建化：高檔內(nèi)外裝修，外圍護全部采用幕墻。主體結(jié)構(gòu)可以是純鋼結(jié)構(gòu)，外圍護采用幕墻，但造價高，這類高層鋼結(jié)構(gòu)住宅項目并不多。
把鋼結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用到高層辦公建筑、大型公共建筑、大跨度工業(yè)建筑，甚至是高端住宅建筑（住宅公建化）、高端酒店建筑，在技術(shù)上已經(jīng)基本沒有問題，外圍護墻體可以用幕墻解決。可以做到建筑物具有良好的采光通風(fēng)、隔音隔熱、綠色節(jié)能、舒適環(huán)保，同時外圍護結(jié)構(gòu)還可做到抗震抗風(fēng)、不滲不漏。
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造優(yōu)勢
總的結(jié)構(gòu)造價增加較少。除了材料直接費用外，勞動力成本降低、施工模板減少等間接經(jīng)濟效益也明顯。
提高結(jié)構(gòu)性能。
展開 大跨度石拱橋拱架施工仿真分析在ALGOR上的實現(xiàn)
摘要：闡述了石拱橋拱架施工全過程仿真分析的基本思路，及其在ARGOR R12上的實現(xiàn)；以丹河新橋為實例詳細介紹了如何建立由多種有限單元組合而成空間結(jié)構(gòu)仿真分析模型，并針對各施工階段進行結(jié)構(gòu)分析計算；計算結(jié)果表明：石拱橋拱架施工全過程仿真分析在大跨度石拱橋施工過程的分析計算中能得到較傳統(tǒng)計算理論更加詳盡和精確的結(jié)果，有著良好的應(yīng)用前景
181520-12d.pdf
ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Incremental dynamic analysis of the long-span continuous beam bridge considering the fluctuating frictional force of rubber bearing
考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Man Liao (廖曼), Bin Wu (吳斌), Xianzhi Zeng (曾顯志) , Kailai Deng* (鄧開來)
一
研究意義
在大跨度橋梁抗震設(shè)計中，通常采用經(jīng)典的雙線性支座模型來模擬橡膠支座的力學(xué)行為。當豎向地震動較小時，采用拉壓等強的垂直線性彈簧模擬支座，假定支座的屈服力為接觸界面處的重力載荷與摩擦系數(shù)的乘積。但是，當?shù)孛孢\動具有較強的豎向分量時，支座的豎向軸力變化顯著。嚴重時甚至?xí)霈F(xiàn)支座與主梁分離，橡膠支座和混凝土墊層在巨大的沖擊作用下完全損壞。在這種情況下，簡化的雙線性模型不能真實再現(xiàn)橡膠支座的受力行為。
鑒于此，本文建立了一個非線性可變摩擦支座模型，該力學(xué)模型能夠考慮支座軸力的波動性，實現(xiàn)可變摩擦力的模擬。并在ABAQUS中建立了一座典型的大跨度連續(xù)梁橋有限元模型，利用增量動力分析方法，定量比較了兩種支座模型的地震響應(yīng)結(jié)果。
展開 
大跨度橋梁設(shè)計中對開口肋正交異性鋼橋面板的認識誤區(qū)
因正交異性鋼橋面板的重量輕且強度高，使其更多地用于大跨度橋和開合橋。如圖1所示，正交異性鋼橋面板主要有兩大類型：閉口肋橋面板（CRD）和開口肋橋面板（ORD）。CRD已被廣泛用于世界各地的橋梁建設(shè)中，過去幾十年中尤為普遍。
圖1 正交異性鋼橋面板的典型類型
近年來，人們通過詳細的有限元建模，對CRD進行了廣泛的分析，并且利用全尺寸橋面板原型進行了疲勞試驗。目前，雖存在許多關(guān)于CRD的設(shè)計指南和規(guī)范規(guī)定。但仍有許多與CRD相關(guān)的制造難題和性能問題，尤其是縱肋—橋面板接縫部分焊透（PJP）焊縫的質(zhì)量控制，這些PJP焊縫根部的橋面板疲勞性能較差，以及無法檢查內(nèi)肋和修復(fù)起始于PJP焊縫根部的潛在疲勞裂紋。
在過去，盡管人們通常認為ORD的扭轉(zhuǎn)剛度低得多，并且需要兩倍于CRD的焊接長度，因此ORD雖不太受歡迎，但還是被廣泛采用。許多人還認為，ORD要比CRD重很多，才能達到相同水平的結(jié)構(gòu)性能。不過，使用ORD還是有許多好處，例如消除縱肋彎曲，縱肋—橋面板連接使用角焊縫代替PJP焊縫，以及不存在無法檢查的封閉空間。
展開 基于應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的可靠性評估（三）( in English)
接上文：
4. The maintenance reliability threshold determination during bridge early operation stage
4.1 Example analysis
Take the data collected from the sensor named 2-3MID-2 embedded in the mid-span section base plate between 2# and 3# pier of the bridge for example, process the data according to the method suggested in Section 3.3, convert the data into stress data, and then do statistical analysis of the stress data and deal with the statistical data by Gauss distribution fitting, which can be seen in Fig. 5.
Fig. 5 Stress distribution statistics and Gaussian distribution fitting
Through the above statistics analysis of the converted data, the mean and standard deviation of the measured load effects probability distribution can be obtained for each time section, of which the
展開 基于應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的可靠性評估（二）( in English)
接上文：
However, Eq. (5) is mostly applied for building structures which mainly bear static loads, and the main factor that affects the strength of concrete in Eq. (5) is the durability of concrete. As for bridge structures, live load effects is also quite significant. In addition to the factor of durability, the material fatigue can also cause concrete strength decay, and its effect can not be ignored in practical engineering. J. L. Zhang et al (2004) tested the concrete strength of more than 10 old bridges located in the Central South and the South China regions by means of hammer, core samples drilled and ultrasonic wave methods, and 703 useful data were obtained, and modified Eq. (5) based on the obtained data, and suggested the formula for concrete bridges given by
In fact, Eq. (6)
展開 基于應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的可靠性評估（一）( in English)
Author：Li Yinghua
Abstract
when to do bridge maintenance and which individual component of the bridges needing maintenance is a world problem at present, and the health monitoring system is considered to a very helpful tool for solving this problem. As the continuous monitoring over a long-term period can increase the reliability of the assessment, so, a large number of strain data acquired from the structural health monitoring system (SHMS) installed on a long-span prestressed concrete continuous rigid frame bridge is adopted in this paper. Firstly, a calculation method of point time-dependent reliability is proposed based on the basic reliability theory, and introduced how to calculate reliability of the bridge by using the stress data transformed from the strain data. Secondly, combined
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