钢交错桁架结构体系的非线性有限元模型

交错桁架结构近年来成为国内外学者广泛关注的一种经济、实用、高效的结构形式,但对其抗震性能的研究很少.采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,考虑了桁架杆件的断裂、初始缺陷,分析了两个交错桁架结构体系试件在循环荷载作用下的性能,从屈服荷载、极限荷载及滞回曲线等方面综合对比了有限元分析结果与试验结果,比较结果表明,此计算模型精确、高效,适用于交错桁架结构体系的滞回性能分析.     

竖向荷载对T型钢连接钢框架抗震性能的影响

利用拟动力试验对T型钢半刚性连接钢框架在两种地震峰值加速度下的抗震性能进行研究,并对比分析了T型钢连接钢框架在柱顶施加竖向荷载和无竖向荷载等两种工况下的应变、位移和荷载变化以及荷载-位移滞回曲线,从而研究竖向荷载对半刚性连接钢框架抗震性能的影响。试验结果表明:T型钢半刚性连接钢框架具有较好的变形能力,滞回性能良好,抗震能力较强,且随着地震作用的增大,钢框架的动力反应增大;竖向荷载对钢框架的层间位移反应影响较大,而对节点区域的应变和层间荷载的影响较小。     

基于Pushover方法的大跨度悬挑钢梁结构的弹塑性分析

本文以某实际工程为例,采用静力弹塑性分析方法,通过SAP2000进行Pushover分析,研究大跨度悬挑梁在地震作用下的结构抗震性能。通过在多遇和罕遇地震荷载作用下对结构的顶点位移、层间位移角以及塑性铰发展过程的研究,分析其抗震性能。同时研究不同悬挑长度对结构抗震性能的影响规律并提出相应的加固措施,可为今后类似结构的设计与抗震分析提供参考。     

钢管混凝土柱交错桁架结构杆件内力试验分析

为了研究钢管混凝土柱交错桁架结构在水平荷载作用下的受力性能,对1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构进行了水平加载试验.分析了钢管混凝土柱交错桁架结构杆件的内力,试验结果分析表明:在水平荷载作用下,钢管混凝土柱、桁架的弦杆和腹杆主要承受轴向力.相邻两层柱的轴力大小基本相等,有桁架层柱的弯矩要比无桁架层柱小.桁架弦杆的轴力和剪力在跨中较小,两端较大.交错桁架的斜腹杆承受的轴力比竖腹杆承受的轴力大,承受的弯矩比竖腹杆承受的弯矩小.靠近空腹节闯斜腹杆的轴力比与柱相连斜腹杆的轴力大,桁架中间节间竖腹杆的轴力比边节问竖腹杆的轴力小.桁架斜腹杆的屈曲和拉断导致结构破坏.     

被动消能交错桁架滞回性能试验

目的 为了提高交错桁架结构耗能能力,提出在交错桁架结构的斜腹杆上设置摩擦耗能阻尼器,构成被动消能交错桁架结构.方法 分别对1/3缩尺普通交错桁架单元和被动消能交错桁架单元进行低周反复荷载试验,分析两种交错桁架单元在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力.结果 普通交错桁架单元依靠杆件的塑性变形耗能,滞回曲线不饱满,耗能能力有限,斜腹杆屈曲后,结构的刚度和承载力迅速降低,桁架单元的延性较差.被动消能交错桁架单元主要依靠摩擦耗能器耗能,滞回曲线饱满,呈平行四边形,耗能能力较强;被动消能交错桁架单元在摩擦阻尼器滑移前,水平刚度较大,摩擦耗能器滑移后,结构刚度降低,发生内力重分配;被动消能交错桁架单元,变形能力强,延性好.结论 在桁架的斜腹杆上设置摩擦阻尼器,可以有效地提高结构的耗能能力和延性.     

钢管混凝土柱交错桁架结构水平承载性能试验

目的 研究钢管混凝土柱交错桁架结构抗侧性能.方法 对1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构进行水平加载试验,介绍试验方案和试验过程,分析整体结构在水平荷载作用下的受力性能、破坏机理、刚度退化规律、延性以及水平荷载在桁架与柱之间的分配关系.结果 在水平荷载作用下桁架的受压斜腹杆失稳以及受拉斜腹杆拉断导致钢管混凝土柱交错桁架结构破坏;交错桁架结构具有较大的初始侧向刚度,随着水平荷载的增加,结构的刚度退化较快;结构侧向刚度下降到初始侧向刚度50%后,交错桁架结构达到承载能力极限状态.结论 桁架发生破坏,钢管混凝土柱基本完好,交错桁架采用钢管混凝土柱合理.     

钢管混凝土柱与桁架穿芯螺栓端板式连接节点试验研究

为了研究矩形钢管混凝土柱与交错桁架穿心螺栓端板式节点抗震性能,对2个节点试件进行了低周反复荷载试验,在此基础上对节点的受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、强度退化、刚度退化和耗能能力等抗震性能进行了较为深入的研究与分析.试验结果表明:穿芯螺栓能够有效地传递桁架拉力;试件滞回曲线呈反S形;节点具有较好的承载力、耗能性能及滞回特征;在整个加载过程中节点的刚度退化明显;随着端板厚度的增加,节点的承载力增加,延性变差;节点转动能力满足抗震性能的要求.     

单面钢丝网水泥砂浆加固承重夯土墙体抗震试验研究

针对我国村镇大量在役生土结构民居抗震性能低的问题,提出单面钢丝网水泥砂浆加固夯土墙体的方法,研究用该法加固的生土墙体的受力性能及抗震性能.设计了5片夯土墙试件进行拟静力试验,在恒定竖向荷载下,对试件施加低周反复水平荷载,研究墙体在地震水平荷载作用下的破坏过程和破坏形态,分析夯土墙体的滞回曲线和骨架曲线特征,得到加固后和未加固夯土墙体的极限荷载和极限位移,验证了采用钢丝网水泥砂浆面层加固夯土墙体的效果,分析了加固后墙体在地震水平荷载作用下的破坏机理.研究表明:采用钢丝网水泥砂浆面层加固可明显提高夯土墙体的承载能力和变形能力,可有效避免夯土墙体在地震作用下的倒塌破坏.     

框架—BRB体系教学楼抗震性能分析

框架结构抗震性能的改善程度是框架结构优化设计的重要内容,设置BRB是改善框架结构抗震性能的重要途径。文章以高烈度区一栋BRB体系的框架结构教学楼为例,采用有限元软件ETABS建立三维弹塑性分析模型,并对其进行动力弹塑性分析,研究其结构的抗震性能。结果表明:罕遇地震下主体结构的弹塑性层间位移角1/50;主体结构框架梁柱出现的塑性铰的状态基本处于承载力不致严重降低的水平,主体结构的变形指标满足抗震性能的要求;BRB在罕遇地震下能有效发挥屈服耗能作用,其滞回曲线较为饱满,能够起到抑制结构在罕遇地震下变形的作用。     

多工况荷载作用下内嵌H型钢钢管混凝土柱的受力性能

在简单钢管混凝土组合柱中内嵌H型钢，形成新型组合结构柱，为研究新型组合结构柱的受力性能，对其进行纯弯、压弯、扭弯、压弯扭4个工况的试验研究。为满足试验过程中的加载需要，设计制作了一套适用于多工况模拟的加载装置。在复杂荷载加载中，对于有轴压参与的工况，控制轴压比为0.24；对于有扭弯的工况，控制扭弯比为0.34。通过对4个试件的加载试验，分析其扭矩-扭转角滞回曲线、弯矩-位移滞回曲线、扭矩-扭转角骨架、弯矩-位移骨架、力学特征及刚度退化等指标，对结果及其产生机理进行分析。结果表明，在复杂荷载作用下，该新型组合结构柱受力性能良好。基于试验结果提出在工程实际中使用该新型结构柱的基本建议。     

高层钢-混凝土结构连接方式对抗震性能影响

为了研究钢-混凝土混合结构连接方式对抗震性能地影响，运用Canny99结构计算程序，根据不同结构构件采用不同的单元模型，对同一高层钢-混凝土混合结构的两种连接方式进行了三维弹塑性时程分析，探讨了两种连接方式对混合结构抗震性能的影响机理．刚性连接时，钢框架柱主要是依赖轴力的增加来承担部分水平地震力；铰性连接时，钢框架柱主要依赖柱剪力的增加来承担部分水平地震力．研究结果表明混合结构采用刚性连接方式具有较优的抗震性能．     

空腹桁架转换结构在多高层建筑中的研究与应用

简述了多、高层建筑中空腹桁架转换结构的型式及空腹桁架转换结构在多、高层建筑中的应用现状. 结合一些采用空腹桁架作为转换结构的实际工程分析了空腹桁架的结构特点和受力性能. 提出了空腹桁架转换结构的设计原则,为同类转换结构的推广应用提供参考.     

矩形截面双向受剪框架柱延性分析

通过7根加载角度不同的框架柱在低周往复斜向水平荷载作用下实验,研究矩形截面双向受剪框架柱的延性性能和刚度退化.分析了矩形截面双向受剪框架柱的滞回曲线和骨架曲线,并利用能量等效法对不同加载角度的框架柱的延性系数进行了计算.结果表明,斜向水平荷载作用下矩形截面框架柱的滞回曲线与正向水平荷载作用下框架柱的滞回曲线在形状上并无明显差异,随着加载角度增大,矩形截面双向受剪框架柱的延性系数有降低趋势.低周往复斜向水平荷载作用下所有矩形截面框架柱的破坏均为剪切脆性破坏,应加强其抗震性设计.     

大跨度纺锤形气撑式张弦梁找形分析

气撑式张弦结构是一种利用预应力建立初始刚度的新型结构体系,为研究结构在初始预应力作用下位形变化对其力学性能的影响,采用改进的逆迭代法对60 m跨度纺锤形气撑式张弦梁进行找形分析,研究了找形对结构初始态下内力分布和荷载态下极限承载力的影响,对比了该结构与桁架、传统张弦梁的力学性能和经济性.结果表明:找形后初始态上弦位形误差只有矢高的0.67%;经找形结构初始态下内力分布较未经找形结构发生明显改变,且荷载态下竖向承载力降低22.24%;气撑式张弦结构刚度较等跨度桁架和传统张弦梁要低,但用钢量要少34.80%.找形分析可有效控制大跨度气撑式张弦梁初始态位形误差,但对其力学性能影响较大.     

汶川地震中板式楼梯的破坏分析及抗震措施

通过汶川地震震害调查,对板式楼梯的破坏形态进行了重点研究,分析了建筑楼梯的震害机理.研究表明:在罕遇地震下,板式楼梯应考虑楼板平面内偏心轴力和竖向地震作用的影响;板式楼梯梯段板1/4～3/4跨度范围内应加强受压区配筋,以抵抗偏心轴力及竖向往复荷载下横截面受压区混凝土产生的拉应力,并从设计角度提出了楼梯结构抗震设计的改进措施.     

碟形弹簧竖向隔震装置的恢复力模型及其试验验证

为研究碟形弹簧竖向隔震装置(DSI装置)的恢复力模型,对DSI装置的受力机理及变形特征进行深入分析;在此基础上,建立DSI装置的原点指向恢复力模型(OO恢复力模型).此外,对典型DSI装置进行往复荷载作用下的力学性能试验,分析其荷载-位移滞回曲线特征,并利用试验结果对OO恢复力模型的有效性进行验证.研究表明:OO恢复力模型具有典型的非对称性特征,摩擦力对其恢复力特性影响较大;往复荷载试验工况下,DSI装置的荷载-位移滞回曲线具有典型的非对称性特征,加载频率对其力学特性影响较小,动荷载幅值和加载预压位移的大小对其力学特性影响较大.随着动荷载幅值的增加,DSI装置的荷载-位移滞回曲线饱满度逐渐减小,因加、卸载刚度不同呈明显不对称性形状;随着加载预压位移的增大,DSI装置的荷载-位移滞回曲线趋于饱满,其耗能能力逐渐增强.OO恢复力模型能够有效模拟DSI装置的力学行为,利用OO恢复力模型计算的DSI装置的等效刚度及等效阻尼与试验结果的误差在8%之内.     

新型大跨度弦支穹顶结构的动力特性与抗震试验

弦支穹顶结构是一种新型的预应力钢结构体系,适用于大跨度空间结构的屋盖.为了保证北京奥运会羽毛球馆新型大跨度弦支穹顶结构的抗震性能.利用北京工业大学的九子台阵系统完成了对9.3 m弦支穹顶结构模型的动力特性试验和振动台试验.试验测得模型的多阶自振频率、振型,得到了模型在竖直地震动作用下的加速度、位移、杆件应变、索轴力的响应及响应变化规律.试验结果表明弦支穹顶结构振型密集,在八度大震作用下,具有良好的抗震性能.     

火灾后型钢混凝土平面框架抗震性能有限元分析

建筑火灾的频繁发生给人们的生命及财产安全带来的危害越来越大,建筑结构抗火性能研究已成为建筑结构安全分析领域的一个重要课题.针对火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁-钢筋混凝土楼板单层单跨组合平面框架的抗震性能进行了研究,运用有限元分析软件ABAQUS建立了模型,考虑受火时间、柱轴压比和梁跨中荷载等因素对其的影响,研究了火灾后型钢混凝土框架的滞回曲线和骨架曲线,并在此基础上分析了各参数对火灾后型钢混凝土框架延性和耗能方面的影响.通过分析可知在相同轴压比和相同梁跨中荷载的情况下,受火时间越短滞回曲线越丰满,亦即抗震性能越好;在相同受火时间的情况下,轴压比越小滞回曲线越丰满;而梁跨中荷载大小变化对滞回曲线影响较小.且在最不利的情况下,延性系数为3.53,等效粘滞阻尼系数为0.24,说明型钢混凝土框架结构具有的良好的延性和抗震性能.     

芝兰桥现浇箱梁支架预压施工技术研究

本对大跨混凝土连续桥梁施工中采用的支架施工法进行了讨论；提出了一种利用预应力反拉和堆载相结合的支架预压方法，并结合宁波芝兰桥工程0#块施工中大型支架的设计和施工对该法的可行性进行了简要力学分析；结果表明，该法受力性能合理，施工便捷，具有一定的推广及参考价值。     

可拆卸钢筋桁架快装板施工阶段受力性能

为了研究一种改进的由钢筋桁架和可拆卸底模形成的组合楼板在施工阶段的受力性能,对2块相同尺寸及结构的快装板试件分别在两端铰接和两端固接情况下进行了均布荷载作用下的受力性能试验研究,分析了快装板施工阶段在荷载逐级加载作用下挠度变化情况.结果表明:快装板在两端固接情况下挠度变化更小,当受到的施工活荷载达到1.5 kN/m~2时,其跨中挠度能满足组合楼板设计规范要求;同时给出了快装板在施工阶段以及使用阶段受力分析的验算方法,结合具体案例进行计算分析,计算结果与试验结果吻合较好;最后通过工程案例实践证实了快装板的市场价值.