预应力混凝土异形柱框架结构性能的研究

基于对现有异形柱的研究成果与有关钢筋混凝土非线性力学、预应力结构等基本理论,提出了适用于预应力混凝土异形柱框架这种新结构的非线性有限元分析方法.针对该框架柱截面不规则等特点,对框架作适当的单元划分,运用层合单元、主从系统中位移及力的偏心转化法、子结构法及静力凝聚法,得到简化计算模型.并结合逐步加载自修正法给出了对该新结构进行非线性计算分析的步骤,编制了相应的计算程序.通过给出的算例对计算结果进行了分析,并将它与已有试验成果比较,验证了该方法的有效性.     

后张有粘结预应力混凝土框架的试验方法

针对预应力框架的试验研究，介绍了一种新的试验方法。采用该方法的试验中，框架柱两柱底间断开，利用试验装置约束柱底以模拟柱底的嵌固效果，并利用约束装置测出柱底反力。对于试验加载前预应力框架本应存在的预应力次内力及框架自重内力，试验中是通过调节柱底的约束装置对框架人工施加反力来实现的。本文简要论述了该试验方法的试验条件和操作方法，并从理论上证明，采用本试验方法建立起来的预应力框架可以等价于实际工程中的预应力框架。     

大跨度预应力结构体系等代框架计算模型研究

对等代异形柱框架模型分析大跨度预应力住宅结构体系的相关问题进行了研究.分别采用纤维模型梁柱单元和壳单元模型对大跨度预应力结构在竖向和水平作用下的受力性能进行了大量的对比分析,并同大型结构试验结果进行了对比,确定了等代框架模型的参数.结果表明,等代框架计算模型是可行的,尤其是对于非线性分析,具有较高的分析效率和精度.     

后张预应力混凝土平板—柱结构简捷设计方法

基于一张预应力混凝土平板＝柱结构体系内力分析的直接设计法和平衡荷载的概念,建立了通过裂缝控制方程计算确定预应力筋用量,通过正截面承载力方程和构造要求,计算确定非预应力筋用量的简捷设计方法。     

混凝土整体式肋形结构主梁计算模型的简化

当主梁与柱的线刚度比大于某定值(3、4或5)时,混凝土整体式肋形结构中的主梁可简化为以柱为铰支座的多跨连续梁进行内力计算.对连续梁和框架两种不同的计算模型,分别计算了在不同的梁柱线刚度比k情况下控制截面的内力,得到了不同跨数、不同荷载布置下的k~β曲线.经比较分析认为:当k≥4时,主梁可简化成连续梁计算,此时两种计算模型控制截面内力的误差β均小于10%.本研究成果为肋形结构中主梁计算模型的简化问题作了详尽的说明.     

含偏心支撑小高层钢框架结构的抗震性能

目的 研究多层偏心支撑钢框架在地震作用下的弹、塑性力学性能、地震响应及其耗能能力.方法 采用通用有限元计算软件SAP2000,对内蒙古某9层商住楼分别建立纯框架、中心支撑框架及偏心支撑框架结构模型,计算了罕遇地震下结构刚度、内力分布、振动模态及荷载一位移曲线等,并采用多条地震波分别对中心支撑和偏心支撑结构体系进行了弹性时程及弹塑性时程的对比分析,比较了两种结构体系的动力特性及抗震性能.结果 在小震作用下(弹性阶段),偏心支撑和中心支撑结构远高于纯框架结构的抗侧移刚度,足以满足规范对多层钢结构的抗侧移要求;在大震作用下(塑性阶段),偏心支撑结构耗能能力优于中心支撑结构和纯框架结构,地震响应小于中心支撑结构,具有更高的结构屈服后塑性抗侧移刚度.结论 偏心支撑钢框架结构抗震性能较好,能够避免大震作用下结构的突然倒塌.     

平板结构预应力等效结点荷载计算探讨

目前的预应力平板结构计算模式，对于预应力效应的计算多采用等效荷载法的概念，不适宜进行结构平面布置不规则、预应力束集中布置、有效预应力沿预应力束变化较大等情况下的内力分析计算，探求一种较好的预应力束作用分析模式成为急需解决的问题。本文基于预应力结构两阶段受力思想和有限元分析理论，针对预应力阶段的后张预应力混凝土平板结构，从混凝土体受力分析出发，运用虚功等效原理，推导了预应力束在预应力阶段所产生的等效结点荷载积分表达式，从而为平板结构预应力效应的计算提供了一种新的求解思路。另外从预应力束受力分析出发，运用虚位移原理，并区分有粘结与无粘结情况，提出了另一种形式更为简洁的预应力等效结点荷载积分表达式。     

某砖混住宅轻钢结构加层抗震设计研究

为了探讨利用无比轻钢加层后结构的抗震性能,以无比轻钢结构加层后的某砖混结构为研究对象,对无比轻钢结构提出了一个简化的计算模型.采用底部剪力法计算出加层后在水平地震作用下各层地震剪力,运用结构力学求解器计算出加建层结构各柱的内力,然后对柱的承载力作了验算.结果表明,在水平地震作用下各柱没有发生破坏.因此,无比轻钢结构的抗震性能好,具有良好的应用前景.     

超大梁转换层结构两种分析方法的比较研究

以一高层建筑超大梁转换层结构为背景,分别采用基于刚性楼板假定的计算模型和基于板壳单元的弹性楼板有限元模型对超大梁转换层结构进行计算分析,通过对转换层结构上述两种分析模型的主要计算结果的比较研究,探讨了这两种分析模型在转换主梁应力分布、次梁内力以及转换层附近剪力墙应力分布等数值结果的差异,得到了一些有应用价值的结论.     

张拉施工方案对预应力混凝土多层框架梁设计的影响

多层预应力混凝土框架结构的施工多采用“逐层浇筑，逐层张拉”或“数层浇筑，数层张拉”的施工方案，而现行设计方法是假定“整体浇筑，整体张拉”的施工方案进行设计计算，显然设计的计算模型与实际施工方案不吻合。由于在“逐层浇筑，逐层张拉”时，下层张拉对上层未建结构内力无影响，因此结构内力的设计值与实际值将出现偏离。本文根据结构力学原理分别建立了现行设计法中预应务综合弯矩和次弯矩偏离实际值大小的相对差公式；结合施工的具体情况对预应力混凝土框架梁进行了计算分析，框架梁内力的设计值偏离实际值的大小受张拉施工方案，所在层，所上部位，结构的跨数，梁柱线刚度比，荷载等各种因素的影响。当采用现行设计法以整榀框架为计算模型时，按本文提供的方法对框架梁控制截面处内力进行修正，可以满足抗裂和承载力的要求。     

某地下室筏板柱下墩的优化设计

本文以带柱下墩的平板式筏板基础为例,在进行某地下室筏板柱下墩有限元分析时,利用地质勘察报告中的参数计算基础实际沉降,从而反推等效基床系数K,结合K值采用弹性地基梁板法对筏板进行有限元分析。同时对该基础采用倒楼盖法进行有限元分析,就这两种方法计算得到的配筋进行比较,并在保证一些参数不变的前提下,观察柱墩厚度的变化对筏板内力分布和配筋的影响。分析表明,适当增加柱墩厚度能优化筏板的配筋。     

桩顶水平位移约束下的长桩等代柱法

框架柱基为一柱一桩的基础形式往往难以保证柱子底部为理想刚接.设计人员一般在一柱一桩基础上设置双向拉梁来约束桩顶水平位移,以保证基础的侧向稳定性,但转角位移却不能避免.上部结构计算分析中,仍假定柱底为完全刚接,这样分析的结果必然与实际受力情况有较大出入.本文根据桩受水平荷载作用的m法,推导出弹性长桩在桩顶受水平位移约束条件下的抗弯刚度,将桩等代为一抗弯刚度相同、截面相同的两端刚接的柱子,从而可将桩基与上部结构以及基础梁一起进行共同作用分析,可得出比较符合实际情况的上部结构内力和拉梁内力,以及桩顶荷载.等代柱法概念明确,工程应用很方便,不失为一种考虑上部结构与基础共同作用的良好方法.     

基于混合有限元理论的连续刚构底板崩裂分析

基于目前一些连续刚构桥在张拉底板预应力筋时和运营时易发生底板崩裂和底板裂缝事故这种情况,根据混合有限元的基本原理,给出了混合单元交界上的节点位移约束方程．对一座6跨预应力混凝土连续刚构建立了梁体混合有限元模型并进行了分析,计算得到跨中底板区域实际的受力状况．数值分析表明,该方法具有求解精度较高,单元数量较少的特点．通过计算分析得到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应力筋产生的径向力所致,靠近腹板的底板孔道处竖向拉应力较底板其余部位要大．     

预应力混凝土楼板的单元分析

拟用有限元方法分析预应力混凝土楼板,根据虚功原理推导了预应力荷载作用下的单元等效结点力的计算公式,通过构造三角形平板壳元对预应力混凝土楼板的弹性阶段受力性能进行分析,为完善预应力混凝土楼盖的内力分析方法提供依据。     

考虑侧向约束的预应力混凝土超静定结构次内力计算及影响

由于侧向约束对超静定结构中预压力的传递以及二次内力产生的影响,有侧向约束的框架梁或连续刚构桥的预应力次内力计算比无侧向约束的连续梁次内力计算更为复杂.文中提出一种计算思路,把预加力分解为侧向约束引起的作用在柱上的预压力损失及作用在梁上有效预压力,结合等效弹簧模型及简化结构计算侧向约束预压力损失引起的次内力,利用约束次弯矩法计算有效预压力引起的次内力,然后进行叠加计算总次内力影响.通过实例分析了有侧向约束对框架结构二次内力的影响.结果表明,该影响随着梁柱刚度比减小而增大,忽略侧向约束预压力损失引起的附加二次内力影响是不合理也不安全的,文中方法能够满足工程实际中的精度要求,有助于预应力框架结构的设计和内力分析.     

侧向柱对预应力框架影响的等效弹簧模型

针对预应力框架结构的预应力传递受侧向柱影响的问题进行分析，发现张德峰等人提出的假设存在缺陷：一是建立模型时，不动点的确定未考虑框架梁轴向压缩刚度的影响；二是各框架柱对框架的反向约束力与其距离不动点的距离是简单的线性关系．为此重新提出了假设，建立了广泛适用的等效弹簧模型．通过对模型的分析，利用最小势能原理推导出了相应的计算公式．在相同条件下用文中所得到的公式与张德峰文中的公式，对“台座现象”进行分析，得出了比较结果：对于3跨或多于3跨时，张德峰文中的公式明显不能对“台座现象”进行分析．本模型对于指导实际工程设计具有一定的适用性和实用性．     

对竖向非规则框架设计的思考

结合工程设计实践,分析单榀钢筋混凝土竖向非规则框架的受力机理：传力路线长,受力构件多;刚度变化：水平刚度沿着高度方向有突变,应力集中现象严重;变形特点：各柱的竖向变形差异较大,必须考虑对结构整体内力的计算影响;抗震设防要求：采用强柱弱梁设计,形成延性结构。通过与规则框架的比较,提出竖向非规则框架属于抗震不利的结构形式,实际问题的处理应从结构布置、内力与配筋计算、构造措施等方面加以综合考虑。     

三种异形柱框架结构抗震性能对比分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了等肢异型柱、不等肢异型柱和底层加支撑的等肢异型柱三种不同异形柱框架结构的空间分析模型,对模型输入天津波,采用时程分析法对比分析了三种异形柱框架结构在水平地震作用下的受力和变形特性。计算结果分析表明：加大异型柱肢长可以提高结构抗震性能但作用不十分明显,而加支撑使结构抗震性能明显改善。     

不同肢长异型柱框架结构弹塑性时程分析

为提高异型柱框架结构的抗震性能，笔者利用DRAIN-2DX程序，对长肢、底层长肢异型柱框架以及普通异型柱框架分别进行了弹塑性时程地震反应计算，较系统地分析了肢长的变化对结构整体地震反应的影响，为合理确定长肢异型柱的设计参数提供了数值分析依据．得出增大薄弱层异型柱肢长能够显著提高异型柱框架结构的抗震性能的结论．底层长肢异型柱框架能有效地克服了普通异型柱框架底层的薄弱现象；各层层间位移分布更为均匀，有利于抗震；对控制各层位移比普通异型柱框架更为有效．     

钢梁-角钢混凝土柱组合框架地震反应分析

基于S－SC组合框架的试验研究建立了结构模型和恢复力模型，采用分段变刚度单元模型编制弹塑性动力学分析程序，进行该类组合框架的整体地震反应分析，研究了不同地震波的加速度及频谱特征对结构反应的影响。