半刚性钢框架实用非线性分析

介绍了在钢框架分析中考虑连接柔性的方法以及常用的连接M–θr模型,建立了能够同时考虑几何、材料和连接非线性的精细塑性铰法三维梁柱单元。单元采用稳定函数考虑二阶效应和剪切变形,采用切线模量和抛物线函数考虑沿单元长度和截面的逐渐屈服,采用Kishi-Chen幂函数模型和修正梁单元方法模拟半刚性连接的非线性行为。利用ANSYS软件的用户可编程特性(UPFs)编写了单元程序,并将用户单元添加至ANSYS软件单元库中。半刚性框架算例分析表明:用户单元分析的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好,与采用COMBIN 39单元模拟连接所分析的结果非常接近。     

关于高层建筑结构选型设计的初步探讨

简要介绍了高层建筑结构的各种体系模式及其优缺点,指出高层建筑结构选型设计是一个综合性的多目标决策问题。在此基础上,分析了高层建筑结构选型设计的决策影响因素,并提出如何计算这些影响因素的权重分配系数和评价矩阵,从而达到利用模糊数学,初步建立起模糊综合评判的数字模型,并以柱选型为例,阐明高层建筑结构选型决策的全过程。     

平面与空间钢框架结构的简化柱梁模型

根据钢框架结构的受力特点,提出了平面简化柱梁模型、双重体系简化柱梁模型和空间简化柱梁模型。它们不但能考虑结构的空间作用、材料非线性和几何非线性等因素影响,还能考虑钢框架结构梁柱的强度比和刚度比、节点域变形、柱附加轴力引起的弯曲变形、梁间塑性铰和双重体系间转角的不协调性对地震响应的影响。简化柱梁模型能够对高层平面钢框架结构和空间结构进行有效的简化,并进行了钢框架的二阶弹塑性动力分析。     

跨越多檩条受力蒙皮抗剪性能的现场试验研究

被广泛使用的压型钢板具有受力蒙皮效应,但由于在我国没有专门的规范可循,所以只被用作结构的刚度储备,造成了经济上的浪费。为了研究其刚度贡献,分别在有蒙皮和无蒙皮两种情况下对框架抗侧移刚度进行了现场试验。基于叠加原理,利用曲线拟合方法对试验数据进行了量化,间接得到跨越多檩条的受力蒙皮的抗剪刚度。结果表明,两榀刚架间蒙皮对框架整体刚度的贡献甚至接近于一榀刚架。     

两平行面板组成的独柱支承广告牌的风荷载研究

借助计算流体动力学 (CFD)大型商业软件Fluent6 0 ,对大气边界层内由两平行面板组成的独柱支承广告牌的表面风压进行了研究 ,发现结构的雷诺数敏感性、地貌类别对结构风压和风致扭矩系数的影响可以忽略不计。在此基础上 ,采用实体和面板两种组合模式 ,以C类地貌边界层剪切流为来流条件 ,深入研究了这种广告牌在各种来流方向角下的表面风压分布 ,指出了两种模式下风荷载的差别 ,得到了结构的总体平均和局部风压系数 ,给出了风致剪力和扭矩的计算表达式。建议可供同类结构抗风设计时参考     

等宽T型方管节点静力工作性能与设计

采用非线性有限元分析方法研究了等宽T型方管节点的破坏模式 ,各几何参数及弦杆所受轴压荷载对节点性能的影响。将新修订的《钢结构设计规范》 (GB5 0 0 17-2 0 0 3 )中等宽T型方管节点的设计公式与国外普遍采用的设计公式、有限元计算结果及实验结果进行了比较。结果表明 ,我国钢结构设计规范给出的设计公式是合理可行的。     

新型薄壁钢-混凝土组合结构节点试验研究

通过10个不同连接形式和加载方式的薄壁钢-混凝土组合结构节点的试验研究,以及两个普通钢筋混凝土结构节点的对比试验,探讨了节点的工作机理、力学性能和优缺点。试验表明,所设计的不同构造形式的薄壁钢-混凝土组合结构节点均具有良好的延性性能和足够的承载能力,可以供实际设计时参考。     

蒙皮支撑柱的静力性能分析

本文提出了蒙皮支撑柱在静力荷载作用下的几何非线性有限元分析方法。钢构件、蒙皮和连接件分别被离散成空间薄壁开口截面梁柱单元、等效正交各向异型板壳单元和连接单元。采用修正的拉格朗日描述建立结构的非线性平衡方程,利用柱面弧长增量法并在每一增量步中采用修正的牛顿·拉夫逊方法进行迭代来跟踪平衡路径。通过试验对该方法进行了验证并利用该方法分析了蒙皮支撑Ｃ型截面轴心受压柱的基本受力性能。结果表明,蒙皮的支撑作用可以改善柱的受力性能并提高其承载能力。     

柱脚刚接与铰接柱列支撑体系受力性能对比研究

为研究柱脚刚接与柱脚铰接柱列支撑体系的不同受力性能,采用蒙特卡罗方法,考虑柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机遇合,应用有限元程序ANSYS对柱脚刚接和柱脚铰接柱列支撑体系进行大量参数仿真分析。研究结果表明:柱脚刚接柱列支撑体系失稳时柱子呈两个半波的变化趋势,柱脚铰接柱列支撑体系失稳时柱子呈三个半波的变化趋势,因而后者的极限承载力和柱中撑杆内力均大于前者,且后者较高的极限承载力更大幅度地增加了柱中撑杆内力;柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机遇合作用导致柱中水平撑杆受压或拉力的随机性,降低了支撑内力,比GB 50017—2003《钢结构设计规范》中柱列支撑设计公式计算的支撑内力小许多。     

截面为三角形的空间格构式圆拱平面内整体稳定性能分析

空间格构式圆拱是一种较为新颖的空间结构 ,具有外形美观、受力合理、经济实用等优点。稳定性计算是拱结构设计中一个关键课题。利用ANSYS有限元程序对格构式拱在满跨均布荷载作用下进行了几何非线性分析 ,并从结构的荷载 -位移全过程曲线考察该结构平面内稳定问题的基本规律。通过对大量数据进行回归分析 ,得出格构式圆拱平面内整体稳定临界荷载拟合公式 ,供设计参考。