设置柔性垫梁的梁端约束力矩非线性有限元分析

通过有限元分析软件ANSYS分析了设置柔性垫梁的承重纵墙的梁端约束力矩,并将有限元分析结果与按框架计算而得的梁端弯矩进行了比较,讨论了梁端约束力矩的变化规律。     

设置预制刚性垫块的梁端约束力矩非线性有限元分析

通过有限元分析软件ANSYS分析了设置预制刚性垫块的承重纵墙的梁端约束力矩,并将有限元分析结果与梁端固端弯矩进行了比较,讨论了梁端约束力矩的变化规律.     

方钢管混凝土柱—削弱钢梁端栓焊连接节点受力性能

采用三维实体单元,对“带内隔板的方钢管混凝土柱削弱梁端钢梁栓焊连接框架节点”建立了考虑几何非线性、材料非线性和接触非线性的有限元理论分析模型,将有限元模型与试验模型进行对比分析,规律方面吻合较好,进而对“框架节点”在单调和低周反复荷载作用下的受力性能进行了数值分析,深入研究了其荷载位移曲线、节点区梁端的应力分布规律、耗能能力及破坏特征。研究表明：各种梁端削弱节点P Δ曲线的初始刚度和梁端无削弱节点的初始刚度基本相同;梁端削弱节点的承载力比梁端无削弱节点的承载力有所降低,但降低幅度不大;梁端削弱节点均能够将塑性铰外移致梁端削弱区域;各种削弱形式的梁端削弱节点均表现出良好的延性及耗能能力,具有较好的抗震性能。     

梁端翼缘扩翼型节点抗震性能分析

针对梁端翼缘扩翼型节点抗震性能,在试验研究基础上通过建立有限元分析模型衍生设计了2组16个试件,采用Ansys有限元分析方法深入探讨了梁端翼缘扩翼型节点的扩大宽度、扩大长度等参数对节点极限荷载、延性性能等抗震性能影响。根据试验及有限元模拟的试件破坏结果,对容易导致节点断裂发生的薄弱环节的开裂可能性进行了评估,通过引入等效塑性应变指数,从理论上分析了梁端翼缘扩翼型节点的断裂机理。介绍了梁端翼缘扩翼型节点扩翼参数的设计方法。     

墙体对梁端约束的试验研究与有限元分析

多层混合结构房屋承重纵墙计算模式中关于砌体对梁端的约束作用这一问题一直未能得到较好的解决。针对此问题,制作了一榀两层单跨混合结构模型,进行了墙体对梁端约束作用的试验研究,考察了构件的破坏过程和破坏特征,分析了梁端约束弯矩和转角、跨中挠度和弯矩随荷载的变化规律,并与按现行规范计算结果进行了比较;同时采用有限元分析软件对梁端约束情况进行了非线性分析,并将分析结果与试验数据进行了比较,此外,探讨了梁端插入墙体长度以及墙体应力等因素对梁端约束的影响。试验研究和有限元分析结果表明:多层混合结构房屋梁端存在约束力矩,并随荷载的增加呈抛物线变化,反映了框架性质,多层混合结构房屋不能简单地按铰接简图计算内力,现有规范计算公式误差也较大;梁端约束力矩与梁的刚度、砌体的刚度、梁端插入墙体的长度、墙体上部荷载、梁上荷载、梁与墙体连接处的节点构造等因素有关。     

现浇混凝土框架梁端截面有效翼缘宽度的试验研究与分析

通过10个现浇混凝土框架节点的低周反复加载试验,研究了现浇楼板对节点受力性能的影响.试验中测量了梁端截面板面钢筋应变的分布规律,分析了梁端截面的有效翼缘宽度,并用DIANA程序对试验节点进行非线性有限元模拟分析,分析与试验结果吻合良好.然后,通过非线性有限元分析研究了层间位移角、板面钢筋材性、梁高、梁跨、板宽、板厚、节点形式等因素对梁端截面有效翼缘宽度的影响.最后,提出了负弯矩作用下梁端截面有效翼缘宽度取值的建议,可供现浇混凝土框架结构抗震设计、鉴定和加固参考.     

单调反对称荷载下钢筋砼梁柱中节点数值分析

本文采用ABAQUS对单调反对称荷载作用下的钢筋混凝土梁柱中节点进行了数值模拟。首先分析了损伤因子和模型网格大小对梁端荷载–位移曲线的影响;其次从试件的梁端荷载-位移曲线、破坏模式、邻近节点区梁端受拉纵筋应变3个方面对比分析了有限元计算结果与试验结果,验证了有限元模型的有效性;最后重点研究了不同轴压比和不同核心区配箍率下单调反对称荷载的钢筋混凝土梁柱中节点的钢筋力学行为。研究结果表明:受压损伤因子大小对梁端承载力有明显影响,而受拉损伤因子对梁端承载力的影响可以忽略;邻近节点区梁端纵筋在柱顶轴力施加过程中(梁端未施加荷载)就产生了拉应变;节点核心区箍筋在低轴压比下产生显著应变的时间要早于高轴压比下;处于节点核心区中部区域箍筋应变较其上下箍筋应变大。     

火灾中约束钢梁破坏过程分析

Broadgate火灾之后,考虑结构整体性的结构抗火方法得到了学术界的广泛重视。采用有限元程序ANSYS对具有梁端约束的钢梁进行了抗火分析,验证了通过有限元进行抗火分析的可靠性,提出了具有梁端约束的钢梁破坏过程,阐明了处于整体结构中的钢梁火灾下的承载机理,并给出了钢梁抗火的概念设计的建议。     

铰接约束下梁端采取加强措施蜂窝组合梁抗火性能数值模拟

为研究铰接约束下蜂窝组合梁的抗火性能,利用ABAQUS对铰接约束蜂窝组合梁进行了数值模拟分析,参照课题组所做梁端约束蜂窝组合梁试验,验证了有限元模型的正确性,分析了位移变化规律以及采取加强措施（关闭梁端孔洞、设置梁端加劲肋、改变梁端开孔率以及改变梁端腹板长度）对蜂窝组合梁抗火性能的影响。模拟结果表明：在受火过程中,为蜂窝组合梁设置加劲肋可以帮助其抵抗挠曲变形;梁端是否开孔是影响蜂窝组合梁挠曲变形的主要因素,梁端不开孔时,蜂窝组合梁可以有效抵抗挠曲变形和扭转屈曲等。     

梁端转角对轨道结构受力的影响规律分析

建立了梁端转角引起的扣件系统附加力和钢轨附加力的有限元分析模型,探讨了梁端转角下扣件的受力特征及影响因素,并对满足扣件正常工作的梁端转角大小与梁端转角引起的钢轨附加力进行了计算研究,得出了一些有价值的结论。     

腹板削弱型节点参数设计及梁单元刚度矩阵研究

实际工程中通过合理设计洞口尺寸可以迫使塑性铰在梁削弱截面处出现,避免节点先于构件发生破坏,保证结构的整体性使其免于倒塌,同时又可使室内管线从腹板空腔内通过,降低建筑层高,提高经济效益。在综合考虑了梁翼缘对腹板的约束要求、削弱截面处腹板的抗剪强度要求、梁端柱面处与削弱处截面的抗弯能力比以及防止受压板件局部失稳,可以确定矩形洞口尺寸大小和削弱截面距离柱表面的距离。梁腹板开洞后必然影响框架梁单元的刚度矩阵,从而影响结构的内力与位移。因此,有必要对腹板开矩形洞口框架梁单元的刚度矩阵进行研究。为了减少计算工作量,将梁单独作为一个杆单元,利用虚功原理推导其弹性刚度矩阵,并通过一算例与有限元结果进行了比较,两者结果吻合良好。     

弯矩梯度下梯形波纹板Ⅰ形梁的弯矩修正系数

研究弯矩梯度和不同端部约束条件下,梯形波纹板Ⅰ形梁的弯矩修正系数。通过使用梁单位有限元法得到弯矩修正系数,并给出梯形波纹板I形梁横截面特性的一般公式和一个新的翘曲常数。通过与采用壳单元的商业有限元软件给出的结果进行对比证实了弯矩修正系数理论结果的有效性。对波纹尺寸和长度不同的一系列有限元模型进行分析研究,结果表明,目前的弯矩修正系数公式不能很好地预测各种端部约束条件下端部弯矩不规则的梯形波纹板Ⅰ形梁的屈曲性能。为设计方便,给出弯矩修正系数的封闭表达式并成功得到验证。     

受压翼缘无约束的冷弯薄壁钢梁的屈曲研究

对受压翼缘无约束的冷弯薄壁钢梁的屈曲性能进行了有限元分析,将有限元计算结果与不同国家的规范和直接强度法进行了对比分析,验证了有限元程序的有效性,并对现有设计方法进行了修正,修正后的公式可用于受压翼缘无约束的冷弯薄壁型钢的极限承载力的计算。     

连续梁上翼缘均布侧向约束作用的整体稳定讨论

运用编制的有限元程序对有侧向约束的框架梁端或连续梁端存在负弯矩的情况进行了计算模拟分析,绘出了K—φb曲线,进而得出了Kcr—h/t1曲线拟合公式,以此判断在上述情况下是否需要考虑梁端负弯矩的影响,防止整体失稳。     

双索面斜拉桥主梁抗震强度的模糊可靠性分析

利用ANSYS有限元软件建立1座双索面斜拉桥的有限元模型,分析了其模态振型的特征和地震时程响应,找出了该桥主梁弯矩响应最大的截面;同时分析了影响地震弯矩响应与主梁抗弯承载力的模糊因素;然后分别利用常规可靠性分析的验算点法与模糊可靠性分析的区间数转化法对该桥主梁的抗弯强度进行了分析,结果指出该桥主梁在地震中有较好的安全性.     

框架梁梁端弯矩调幅计算方法研究

在建筑结构分析中,目前的调幅计算仅对各梁段进行弯矩调节,并未相应调整柱的内力,导致梁柱节点内力不平衡,并且也未考虑到梁刚度变化与梁调幅的关系。本文建议了一种针对结构整体的梁端弯矩调幅计算方法,考虑各梁段刚度变化,通过结构整体有限元分析,实现梁、柱及节点内力平衡的调幅计算。代表性算例计算结果表明,梁端刚度折减系数k_d与传统意义上的调幅系数δ之间存在如下关系:k_d=7.3δ2-9.8δ+3.5。     

板-柱结构在竖向荷载作用下的弯矩分布规律研究

首先以典型的板-柱结构为例,通过空间有限元分析,给出无边梁板-柱结构及设边梁板-柱结构的板在竖向荷载作用下的弯矩分布规律。在此基础之上,研究主要参数对弯矩分布的影响,给出了具有较普遍意义的弯矩分布规律,为板-柱结构的工程设计提供了依据。