异形柱框架结构的分析与设计

结合钢筋混凝土异形柱框架结构的研究及应用现状，探讨了其结构分析的方法和构造等在设计中需要注意的若干问题，给出了几种结构分析软件的不同的分析方法，并比较了各自的计算精度，提出了合理的计算机辅助设计方法，可供设计时参考。     

异形柱框轻结构体系在多高层住宅中的设计及应用

结合应用及研究现状 ,综合分析了适用于多高层住宅体系的异形柱框轻结构的适用范围、结构分析方法等在设计中需要注意的若干问题 ,对于其设计和应用提出了参考     

内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响。运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估。结果表明：内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现出良好的延性行为,钢管在受压侧产生明显的鼓曲变形,型钢与内部混凝土发挥着共同作用;弱轴加载试件的水平承载力比强轴加载试件平均降低13%,设置加劲肋后构件的水平承载力平均提高21%;整个加载过程中轴向荷载发生重分布,混凝土承担的水平荷载和轴向荷载最多;型钢与混凝土的相互作用力分布不均匀,受压区型钢翼缘与混凝土的相互作用更强。保持轴压比不变,当剪跨比小于0.8时,构件的水平承载力随着剪跨比的减小大幅提高;当轴压比不超过0.4时,轴力的存在可以提高构件的水平承载力。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土压扭构件力学性能分析

为了研究圆锥形中空夹层钢管混凝土在压扭复合受力下的力学性能,通过有限元软件ABAQUS建立了圆中空夹层钢管混凝土压扭构件的数值模拟模型,并与已有的试验结果进行对比,验证了模型的正确性.用同样建模方法对圆锥形中空夹层钢管混凝土压扭构件进行了数值分析,分析了该类构件在压扭复合作用下的扭矩-转角全过程关系曲线、各部件的承载力分配等,讨论了轴压比、空心率、锥度、混凝土强度及钢管强度对构件受力性能的影响规律.结果 表明:构件的扭矩-转角全过程曲线可以分为弹性、弹塑性、塑性强化三个阶段;加载过程中轴压比、混凝土强度、内钢管强度和空心率的变化对其极限扭矩的影响较小,锥度和外钢管强度的变化对该类构件抗扭承载力影响较大.本文所建议的抗扭承载力计算方法与数值模拟结果吻合良好.     

受火后内配型钢方钢管混凝土构件抗侧向撞击性能试验研究

为了研究火灾后内配型钢钢管混凝土构件的抗侧向撞击性能，进行了9个受火后构件的侧向撞击试验，考察了受火时间、撞击高度、边界条件对构件破坏形态和撞击响应的影响。分析了受火后构件的温度场、撞击过程、破坏形态、撞击力时程、挠度发展和能量吸收，基于等效塑性铰模型给出侧向撞击下构件跨中最大挠度的简化计算方法。试验结果表明：火灾后内配型钢方钢管混凝土构件在侧向撞击下发生整体弯曲破坏，表现出较好的抗撞性能。与未受火内配型钢的构件相比，受火60 min后构件所受撞击力平台值下降23.9%,跨中最大挠度和撞击持续时间分别增大38.2%和41.5%。随着撞击高度从1.0 m增加至2.6 m,受火后构件跨中最大挠度增加114.7%,撞击力平台值提高14.2%。在钢管混凝土中配置型钢可以显著提高构件所受撞击力平台值，减小构件的破坏程度和跨中挠度，内配型钢对受火后构件的抗撞击性能提升更显著。     

内配型钢圆钢管混凝土压扭构件工作机理研究

采用ABAQUS有限元软件建立了内配型钢圆钢管混凝土压扭构件的有限元模型,利用已有试验数据验证了模型的可靠性。在截面含钢率不变的情况下,分析了3组钢管混凝土与内配型钢圆钢管混凝土极限承载力及扭矩分配的对比情况。通过对典型试件的分析,研究了内配型钢圆钢管混凝土各部件之间的接触应力分布规律、各部件的破坏模态及型钢对混凝土的影响规律。最后分析了加载路径、长细比、型钢截面形式以及轴压比对构件荷载-位移曲线的影响规律。结果表明:内配型钢圆钢管混凝土中钢管、混凝土及型钢三者之间可以很好地协调工作。钢管含钢率是影响构件承载力最主要的因素,加载路径、长细比以及型钢的截面形式对构件的承载力几乎没有影响,构件的极限承载力随轴压比的增大而增大,当轴压比大于0.4~0.5(对应不同强度等级材料)时,构件的极限承载力随着轴压比的增大而降低。     

方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁内隔板节点力学性能研究

翼缘削弱型节点可将塑性铰外移到梁端,从而有效地保护节点,避免发生脆性连接破坏。基于ABAUQS软件,参照目前钢框架节点的削弱参数取值,对方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁内隔板节点力学性能的影响进行了数值模拟,结果表明:合理选择相应的翼缘削弱参数,可在承载力降低不明显的情况下实现此类节点塑性铰外移,且位移延性有所提高。基于前述模型,对此类节点的翼缘削弱参数对其承载力和位移延性的影响进行了参数分析,最终建议了此类节点削弱深度的合理取值范围。     

内配型钢的圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析

在钢管混凝土构件内部配置型钢可显著提高其受力特性。在合理选取材料本构模型的基础上,基于ABAQUS软件建立了内配型钢圆形钢管混凝土短柱荷载-变形全过程分析的数值模型,并与其他研究者完成的相关试验构件结果进行了对比,总体上数值计算结果和试验结果吻合良好。基于此模型,对其在轴压荷载受力全过程、典型破坏形态以及各部件的荷载分配进行了较全面分析。结果表明:内部型钢的存在可显著提高构件承载力,并有效增强核心混凝土的被动约束效应;型钢截面形式不同,对内部混凝土的约束效果不同,从而引起核心混凝土的应力分布有所不同。本文分析结果可进一步完善内配型钢的圆钢管混凝土构件力学性能的理论研究,也可为相关工程应用提供参考。     

中空夹层钢管混凝土风力机塔架风振性能研究

传统风力发电机组塔架大多为锥形单管钢薄壁细长结构,此类结构在叶片转动及风荷载作用下易发生大的变形和振动。为克服传统风电塔自身发展的局限性并发挥中空夹层钢管混凝土(CFDST)结构优良的力学性能,基于某锥形钢塔筒,通过承载力等效提出CFDST塔筒结构形式,利用ABAQUS软件建立其风振性能有限元模型,对比了两种塔筒的振动模态。从时域和频域对二者在不同荷载工况下的动力响应特征进行对比分析,并对塔筒与叶片是否共振及瞬态冲击荷载下的振动进行了研究。结果表明:CFDST塔筒在保证原有钢塔筒抗弯承载力和刚度的同时,底部截面尺寸减小了25.6%,且不会与叶轮转动产生的谐波激励发生共振; 阻尼对风机塔筒位移、速度、加速度及应力响应幅值影响显著; 与钢塔筒相比,CFDST塔筒在正常运行荷载工况下峰值位移、加速度幅值和最大等效应力分别降低21.1%、30.2%和41.6%,而在暴风荷载工况下,分别减小14.4%、32.2%和36.3%; 研究成果可为相关塔筒的设计优化提供参考。     

钢框架平端板连接组合节点弯矩-转角关系

端板连接节点是多高层钢框架结构体系中经常采用的梁柱连接形式,当考虑现浇钢筋混凝土楼板的作用并有足够的抗剪连接件时则形成了端板连接组合节点,楼板对组合节点承载力和刚度都有贡献。基于ABAQUS软件建立了考虑楼板组合作用影响的端板连接梁柱组合节点的三维有限元数值分析模型,并分别用有关研究者完成的无楼板钢框架端板节点及考虑楼板作用的组合节点的试验结果对理论模型进行了验证,总体上数值模拟结果和试验结果吻合良好。基于该数值模型进行了平端板连接组合节点力学性能影响因素的参数分析,探讨了楼板、柱腹板加劲肋、楼板配筋率、端板厚度、梁截面高度等参数对组合节点力学性能的影响,在此基础上对欧洲规范建议的弯矩-转角关系模型进行了必要修正,最终提出了可反映楼板作用的平端板连接组合节点弯矩-转角关系实用模型。本文模型计算结果与有限元结果吻合良好,可为进一步研究该类节点的设计方法提供参考。