空间框架,基础,桩与土共同作用分析研究

本文采用有限单元法对空间框架、基础、桩和土介质系统进行了共同作用分析。分析时,充分利用有限单元法的优点,对空间框架、基础、桩和土分别采用了不同的有限元模型,特别考虑了土的层状分布及非均质性。 为在微型计算机上实现共同作用分析,分别对空间框架、基础和桩与土编制了三个计算程序。根据子结构原理,实现系统的整体分析。文中对一十层空间框架、基础、桩和土系统的典型工程进行了数值分析,获得了一些对设计十分有益的结论。     

对低层建筑墙下筏基的共同作用分析

采用有限元与有限压缩层耦合解法,通过实例对低层建筑墙下筏基与上部结构、地基土共同作用进行了分析与探讨,试图证明此种方法的可行性。     

弹性地基上片筏基础的有限单元法分析

本文采用有限单元法分析弹性地基上的片筏基础,可分别模拟片筏基础和地基土,考虑土的层状分布,将地基模拟成分层地基,并考虑土与基础的共同作用,使计算模型更符合实际。通过典型实例,比较了Winkler地基,弹性半空间地基和分层地基对计算结果的影响,并探讨了片筏不同刚度和不同地基条件对计算结果的影响,得到了一些有实用意义的结论。所编EFP程序可在IBM—PC上运用。     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响.通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律.共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议.     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响．通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律．共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议．     

竖直力作用下桩箱,桩筏基础的共同作用分析

讨论了土──桩与箱基、筏基的共同作用模型，推导了在竖向载荷作用下分层土──桩群和基础间共同作用的分析表达式，同时，就这一问题探讨了计算机实现的方法．     

桩筏基础共同作用的子结构分析法

以半解析半数值的有限层法和有限元为基础，运用子结构法建立桩筏基础共同作用的有效分析方法，算例表明了子结构法在桩筏基础共同作用分析中的有效性。     

型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体混合结构位移特征及控制

以结构刚度特征值λ和核心筒高宽比H/b为参数,对型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体混合结构参数化模型进行了静力非线性分析.在22组计算结果统计分析的基础上,对混合结构的变形特征、位移控制、位移随地震作用变化规律以及罕遇地震作用下弹塑性位移估计等问题进行了研究.研究结果表明,混合结构抗侧力构件的塑性发展主要集中在结构底部几层,最大层间位移角的控制主要集中在平均0.67倍结构高度位置,大震最大层间位移角和最大有害层间位移角可分别取小震时相应数值的4.5、5.5倍进行位移估计.     

应用MTS控制系统的实时子结构实验

为了进行实时子结构实验,必需分析实验软硬件系统的实时特性.利用美国MTS公司的FlexTest GT控制器建立了实时子结构实验系统,并对一安装粘滞阻尼器的单层框架结构进行了实时子结构实验,实验中粘滞阻尼器为实验子结构,其余部分为数值子结构,实验与计算结果吻合很好.实验表明利用MTS-SCHENCK系统可以满足实时子结构实验对实验系统的要求,且实时子结构实验可以很好地反映速度相关型阻尼器的性能.另外,根据实验结果提出一种作动器响应简化模型,并根据这个模型分析了时滞对实验结果的影响,分析结果表明实验误差随时滞的增大而增大.     

基于共同作用下巨型框架结构的动力特性分析

巨型框架结构由于其平面布置的灵活性和以空间整体受力为特征得到了建筑工程广泛的应用,而基于共同作用机理的巨型框架结构对于不同地基类型的动力响应研究并不深入。本论文对巨型框架结构力学机理进行分析,归纳其简化的力学计算模型,应用有限元对砂卵石土-筏基-巨型框架结构体系在地震作用下共同响应进行数值计算,并对巨型框架结构进行模态、谐响应以及地震反应谱分析,研究得出巨型框架结构考虑了共同作用后在频率较高时表现出一定的柔性,同时,巨型框架的层间剪力有所增加,最后,归纳了巨型框架结构在动荷载下的力学机理与响应,确定其动力特性。本文所得结论对工程实践具一定的指导意义。     

低层房屋和地基基础在台风荷载作用下的分析与试验研究

本文通过对浙江沿海低层民居受台风灾害的实地调查研究、模型试验和理论分析三个方面全面地分析了这类民居在台风荷载作用下的力学性能与破坏机理。为使理论分析模型与实际工程相一致，采用了上部结构、基础和土介质系统的共同作用分析。考虑到墙体与基础同时受竖向荷载和水平风载的共同作用，采用了平板壳单元。在墙的交接处，为使变形协调采用了罚单元。土介质采用有限压缩层法，用ＦＯＲＴＲＡＮ７７编制了程序，可供工程设计应用。为保证这类民居的强度储备足以抵御由台风脉动风振引起的振动影响，文中对内力分析，结构布置与构造等均提出了相应措施，对工程实践具有一定的实用意义。     

浅谈底层框架─—抗震墙砖房的抗震设计

本文针对底层框架─—抗震墙砖房抗震设计中的一些问题，进行分析和探讨，并提出了自己的看法；本文可用于此类建筑的概念设计。     

移动地表土与砌体结构共同作用的接触模型

以移动地表土与基础底接触界面的剪切变形特征试验为基础,研究了土体移动对基础底面的作用机理,明确了土体移动对基础底面的作用包括剪切与滑动两个过程;提出了土体与基础底面的联结单元的数学与力学模型．通过土体与上部砌体结构共同作用的有限元分析以及相应的模型试验结果比较,验证了所建立的单元模型的可靠性．     

矿山采动区砖砌体房屋三维有限元模型的建立与分析

本文针对矿山采动区砖砌体房屋的特点,建立了考虑地基与上部结构协同工作的三维有限元模型。文中给出了墙体、地基及滑动层等单元的破坏模式及处理方法。数值模拟分析及现场试验表明,三维有限元模型能够反映采动区砖砌体房屋的受力状态,理论分析与实测结果基本一致。     

泥石流作用下砌体房屋破坏机理与结构优化

山洪泥石流是我国山区导致房屋损毁和人员伤亡的主要灾种。由于地形条件限制,我国山区房屋大量分布在较为平坦的泥石流堆积扇上,成为泥石流爆发时的危害对象。针对砌体结构这一山区房屋的主要结构类型,提高其在泥石流作用下的稳定性,是一个亟待解决的问题。本文分析了泥石流对房屋作用特点,提出砌体结构房屋中关键承重结构的破坏模式。以墙体弯曲应力破坏准则为基础,结合泥石流冲击力与流速流深的定量关系,建立了基于泥石流流速流深的砌体墙结构破坏模型,找出了不同砌体墙的破坏临界条件。从结果可以看出,传统砌体结构抵抗泥石流冲击能力极低。以240mm厚的墙体为例,当泥石流流速为4m/s时,一旦泥石流深度超过0.4m,受到正面冲击的墙体将会发生破坏。在考虑砌体墙结构特性的基础上,本文提出了泥石流危险区砌体房屋优化方案。进而,通过七盘沟泥石流灾害调查中的房屋破坏实例,验证了方案的可行性,为提高受泥石流作用影响的房屋的抗灾能力提供新思路。     

荥阳秦氏旧宅堂楼结构性能研究

为了保护现存的文物建筑并对其进行修复,以荥阳秦氏旧宅堂楼砖木结构房屋为研究对象,建立有限元模型并进行结构分析,探讨秦氏旧宅堂楼在正常使用条件下的受力和变形规律。结果表明：堂楼底层前纵墙中部、底层纵墙与横墙交接处、门窗洞口、木构件与墙体连接处、砖拱楼盖跨中及拱脚位置为结构的薄弱部位,容易在这些部位首先产生破坏。所得研究成果可为秦氏旧宅堂楼的修缮提供技术支持,同时可为豫中地区同类传统民居的维修提供参考。     

底层为框架的多层混合结构房屋抗震性能的试验研究

本文通过对1/4缩尺比的二层二开间底层框架混合结构房屋的模型进行低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了这种结构形式在地震作用下的裂缝开展过程、破坏机理、滞回特性、强度与刚度以及延性与耗能能力,并将相应阶段的试验结果与弹性有限元的计算结果进行了对比分析。     

现浇砼屋面住宅的顶层墙体裂缝控制设计

现浇砼屋面的砖混房屋中，由于砼与砖砌体的线膨胀系数相差一倍，顶层墙体容易产生温度裂缝。分析了现浇砼屋面的砖混房屋顶层墙体的温度作用，并提出了控制体的抗侧刚度和设置屋面附加钢筋的抗裂设计方法，工程实践证明十分有效，该方法为砌体房屋的设计和研究提供了参考。     

建筑物墙体材料的热经济学分析

建筑物能耗在总能耗中占有很大比例,采用新型节能的建筑材料可以带来明显的节能效果。采用热经济学的方法,综合考虑建筑物能量消耗和墙体造价,建立了建筑物墙体材料的选择和墙体厚度的优化的数学模型,确定了选择墙体材料的判据以及最佳墙体厚度的计算式。针对西安地区的气候条件,对实心粘土砖、空心粘土砖、加气混凝土砌块和混凝土岩棉复合板4种墙体材料进行了计算和比较。由于在墙体的年度总费用中,能量费用占有较大的份额,性能/价格比较好的材料更适宜,同时墙体厚度略高于目前采用的值。